镜头盖注塑设计说明书.doc

题目名称如果只有一行文字则去掉第二行，如有三行，则再添加一行。本科毕业设计（论文）资料 题 目 名 称：镜头盖注塑成型工艺及模具设计 学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 助教职称的填写在第二行；如只有一位指导教师则去掉第二行，如有三位教师，则再添加一行。学号 指导教师姓名： 职称 讲师 最终评定成绩： 本科毕业设计（论文） 题 目 名 称： 镜头盖注塑成型工艺及模具设计学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 助教职称的填写在第二行；如只有一位指导教师则去掉第二行，如有三位教师，则再添加一行。职称 讲师 最终评定成绩： 本科毕业设计（论文）资料第一部分 本科毕业设计（论文） 诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目镜头盖注塑成型及模具设计是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。作者签名：日期： 摘 要本文详细的阐述了镜头盖注塑成型工艺及磨具设计的整个设计过程。通过对该塑件的材料性能的分析，确定并设计模具结构。阐述了该塑件的工艺性能及分析过程、注塑机型号的选定及注塑机工艺参数的校核、注塑模具结构的设计和计算、模具材料的选用、模具的装配和调试、模具价格的估算、成型零件的制造工艺编制。本次毕业设计可以使我大学四年学的知识综合起来，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型计模具加工、工程材料等，利用CAD和PRO/E等一系列的造型软件对注塑模的模具结构的设计。利用三维软件Pro/E对注塑模具的成型零件、标准模架的结构设计和装配校验，完成该塑件的模具设计。用CAD对模具的结构和装配方案进行初步设计，完成模具的零部件结构图和装配图。编制完成该塑件注塑模具成型的说明书，运用成本法对注塑模具进行合理的价格估算。关键词：注塑成型，两板式，一模两腔，镜头盖IABSTRACT The electric box is we usually very commonly used a kind of plastic products, the design is mainly the molds and related parts and components design.First determine the process of the plastic parts, the use of the mold release mechanism for the push rod release mechanism.Plastic parts for the use of the material for the ABS, a mass production of plastic parts.Design of the mold parting surface should ensure the plastic parts in the mold in the core, convenient production, good exhaust.Design a mode two cavity, suitable for mass production.Check the relevant technological parameters and select the appropriate injection molding machine, determine the injection quantity, the locking force and the calculation of the projection plane.The pouring system is a important part of the injection mold, determining the size of the main runner, designing the cold hole, the shape and size of the runner and the design of the runner.Then calculate the mechanics and design of the forming parts, calculate the structure and strength of the core and the thickness of the supporting plate.This design uses the standard mold, use standard parts.A complete mold guide mechanism and stripping mechanism is essential, the use of guide pillar guide set with orientation positioning, push plate, push rod launched plastic parts.Design the complete parts of the mold, forming parts, to ensure the heating system and the cooling system, the use of cooling pipe cooling plastic parts.The mould uses AuToCAD and Pro.E to draw the assembly drawing and all parts chart.Keywords: electrical box,AuToCAD, mold designII目 录第1章 绪论1第2章 成型零件计算3 2.1 塑料制品产量和生产要求32.2 塑料品种牌号32.3 塑料制品成型性能42.4 制品图样42.4.1 具体尺寸及要求42.4.2 根据制品尺寸几何形状进行分析52.4.2.1 尺寸及公差52.4.2.2 塑料制品的形状52.4.2.3 塑料制品的壁厚52.4.2.4 脱模斜度5 2.5 成型零件工作尺寸的计算52.5.1 型芯径向尺寸的计算62.5.2 型芯高度尺寸的计算72.5.3 型腔径向尺寸的计算：82.5.4 型腔深度尺寸的计算：82.5.5 型腔内凸台尺寸的计算：8 2.6 成形型腔壁厚的计算9第3章 注塑机的基本参数103.1 注射机的类型103.2 模具型腔数目的计算123.2.1 计算原理123.2.2 制品体积123.3 模架选择123.4 注塑机的校核133.4.1 最大注塑量效核13III3.4.2 注射压力的效核143.4.3 锁模力效核153.4.5 模具安装尺寸校核153.4.6 开模行程的校核15第4章 浇注系统的设计164.1 分型面的设计164.2 浇注系统164.2.1 浇注系统设计的具体要求是：164.2.2 浇口套的设计164.2.3 分流道设计184.2.4 浇口的设计184.2.4.1 浇口的形式及特点194.2.5 冷料穴的设计19第5章 导向机构的设计205.1 导向机构的作用205.2 导柱导向机构205.2.1 导柱的设计要点205.2.2 导柱的设计215.2.3 导套的设计21第6章 脱模机构的设计236.1 脱模机构的结构236.1.1 脱模机构的分类236.2 脱模力的计算24 6.3 简单脱模机构246.3.1 推杆脱模机构的设计要点256.3.2 顶杆的形状256.3.3 推件杆强度的计算266.4 复位装置27第7章 排气系统的设计28第8章 温度调节系统的设计29V8.1 温度调节的必要性298.2 冷却管道的工艺计算29结 论31参考文献32致 谢33第1章 绪论在现代工业生产中，模具可以生产各种各样的工艺制品，它以其特定的特定的形状通过一定的方式使原材料成形。用模具生产塑料制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，模具工业对国民经济和社会的发展，起着越来越重要的作用，随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量巨大，对产品质量和外观的要求，更是日趋精美。所以对塑料件的模具的开发、设计和制造的技术要求更高。因此，模具制造水平的高低、模具制造能力的强弱和模具的质量优劣，已成为衡量一个国家的机械制造水平的重要指标，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。我国塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比存在很大的差距。随着塑料工业不断的发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度，注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。而传统模具设计制造技术，根本不能满足市场对模具的要求。因此，研制和开发新的模具设计、制造技术势在必行。世界上一些发达国家，模具制造技术发展非常迅速。一切产品的更新换代离不开模具，只有提高对模具的开发和研究，才能加快我国工业产品的更新速度，为我国的经济发展提供必要的工业装备，使我国在国际市场上占有一席之地，现代模具正向高生产、高水平、长寿命、高紧密的方向发展。竞争的焦点是是质量和制造周期1。注塑成型可以最大量的生产塑料制品，能一次成型外形复杂、尺寸精确的制件，生产性能好、成型周期短、可实现自动化或半自动化作业，操作方便、降低成本成型的同时产品可取得着色鲜艳的外形等。随着计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛应用，使塑料模CAD/CAE/CAM技术在模具设计和制造水平发生了深刻的革命性变化，设计人员可以根据理论分析并结合自身经验，对模具设计方案进行评价和修改，减少了试模时间，提高模具的质量和改善模具的制造成本，大大缩短了模具的制造周期。计算机辅助设计不仅提高了了设计速度，还可以实现模具工作状况的模拟，还可以实现加工结束后的自动检测。在我国如汽车行业的主要模具企业，实现了模具CAD/CAE/CAM一体化。近几年来，我国在注塑模CAD/CAE/CAM技术在不断的探索和试验的同时，也非常注意想实用化阶段发展，并在实际应用当中不断改进和提高质量。尽管其总体水平与国际上还有很大差距，一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年都要大量进口，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、2生产周期长、经济效益差、力量分散、管理水平低等方面，但它代表了我国模具技术的发展成果与发展方向1。我国模具工业要赶上世界工业发达国家，就要加速模具标准化和商品化，积极开发模具制造的新工艺、新技术，发展模具专业化，大力开发和推广模具CAD/CAM/CAE/ProE/UG技术。快速成型制造（RPM）及相关技术得到更好的发展，它伴随着计算机技术、激光成型技术和新材料技术的发展而产生，是一种全新的制造技术1。塑料制品之所以能够在各行各业得到广泛的应用，是由于他一些列的优点，相对于金属，质量轻，耐冲击性好和耐摩耗性好，但强度很高，光学性能好，绝缘性能良好，抗化学腐蚀性能非常好,具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能，它可塑性强，而且有弹性，易于加工，经济效益显著。在机械、化工汽车、航空航天、医疗器具等领域，塑料制件已大规模的取代了金属，它无处不在的存在我们日常生活的各个领域2。塑料作为一种新型的工程材料，其发展趋势极其迅猛，与金属、纤维材料和硅酸盐三大材料齐名。其仍在不断的发展和应用，并且随着成型工艺的不断成熟和发展，大大的促进了塑料成型模具的开发与制造。产品的更新换代与发展不断加快，这就促进CAD/CAE/CAM技术完成镜头盖模具的结构设计和模具设计。通过完成此次毕业设计是我们在大学所学的知识良好的结合在一起，提高我的专业实践能力，为我以后在工作岗打下良好的基础，懂得怎么样用自己所学的知识解决工作中遇到的问题。第2章 成型零件计算2.1 塑料制品产量和生产要求因为该塑料制件为镜头盖，该塑料制品可以小规模生产制造，所以在生产要求上塑料制件的表面粗糙度要高，外形要美观，外边面没有熔接痕。所以设计模具的结构时要求要高，同时也要能达到塑料制品的各种生产要求。 2.2 塑料品种牌号ABS工不透光的材料，从外形上看为浅白色、没有毒性和没有特别的气味该材料韧性好、刚度和强度都很高，点燃后能够烧很长时间，同时会由很多的黑烟产生，还会发出很不好闻的气味，但无熔融滴落现象。ABS材料产量大，应用广泛的化学反应聚合物，它将很多种树脂的优良特性性能有机地结合起来，有很好的力学沟通性能。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。特点： 1）各种性能都好,其抵抗冲击力的性能、能够长时间的忍受热量的特性、在温度很低时也能保证其使用的性能、不和化学药品性发生化学反应及不导电的性能优良2）与有机玻璃能够很好的溶接在一起,可以生产处两种颜色塑件, 还具有加工方便、塑料制品尺寸和大小结构稳定、外表面色泽艳丽等特点。3）流动性能不是很好，比HIPS的流动差，但是他的流动能力比PMMA、PC等好，柔韧性能一般。 用途：可以生产制作要求不是很高的机械零件。在机械制造、电器、仪器仪表和建筑材料制造生产等领域被大量的推广和使用。ABS工程塑料的缺点：缺料、有气泡、出现熔接痕、颜色不均匀、塑件耐热性不高，耐候性较差等。2.3 塑料制品成型性能表2.1塑料制品的成型性能成型前要用热风反复干燥温度80-85 时间2-4h 料层厚度3-4cm注射温度180-230 注射时间3-5h注射压力 70-100Mpa保压时间 60-70Mpa 注射速度用中低速注射来进行注塑 模具温度一般情况下：50-80 对精度要求高的取 50-60要求光泽及耐热型的取 60-80制品后处理在 70-80烘箱中处理 2-4h,缓慢冷却至 室温注意事项收缩率： 0.3%-0.6% 流动性能受注射压力的影响较大对于阻燃性的 ABS，需要提前做好防腐蚀1.没有固定形态的材料,流动性能一般般,容易吸收水分,要放置在干燥处,如果塑件表面要求光泽交一定要加热和干燥一段时间。2.一般材料的温度要高,模具的温度也要高,但是材料温度过高时会发生分解一般温度不超过270度.2.4 制品图样2.4.1 具体尺寸及要求如图2.1图 2.1 制件图2.4.2根据制品尺寸几何形状进行分析2.4.2.1 尺寸及公差这种塑件的制造精度不是很高，可以选择8级精度2.4.2.2 塑料制品的形状如图2.1，此制品为圆形制品，结构简单，不需要考虑其他结构的设计。2.4.2.3 塑料制品的壁厚依据2.1我们可以知道，该塑料制品的壁厚为13mm。在拐弯处壁厚厚薄不一，塑料制品会因为冷却固化或者冷却速度的不同导致收缩的情况不明确，依此会在塑料制品的内部会有内应力。所以在设计时要设计冷却系统，还要选择合适的浇注口。2.4.2.4 脱模斜度拔模斜度度是为了便于脱模，防止塑料制件的外表面脱模是划伤、有毛刺。由于设计的塑料制品没有拔模斜度，就是脱模斜度为零，这样塑料制品会对型心有很大的包紧力，不容易脱模，所以在生产制造的时侯要喷涂一些润滑剂来帮助脱模脱。2.5 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算要考虑塑料的收缩率S。ABS工程材料的收缩率为0.3-0.83。材料的平均收缩率S可以用下式计算： （2.1） 公式中塑料的最大收缩率； 塑料的最小收缩率。型腔的径向尺寸如下表示：表2.2 型腔的径向尺寸mm 塑件基本尺寸L塑件的公差成型零件的上偏差型腔的工作尺寸 280.360.1260.180.06220.320.10380.420.1450.180.06680.640.21500.480.161200.820.27320.420.14280.360.131180.820.2720.160.0531.50.160.05350.180.06其型腔深度尺寸如下表所示：表2.3 型腔深度尺寸塑件基本尺寸L塑件的公差成型零件的上偏差型腔深度尺寸50.180.0660.180.06120.240.08 表（5-2）2.5.1 型芯径向尺寸的计算 （2.2）式中：DM型芯径向尺寸，mm; Ls塑件的最大尺寸，mm; Scp塑件平均收缩率 塑件公差制品的基本尺寸为：；代入得 = 2.5.2 型芯高度尺寸的计算 Hm= hs(1+Scp%)+ （2.3） 其中：塑件的最大高度； 塑件的平均收缩率； 塑件的公差；制品尺寸为：1.5 ,5.5 零件尺寸为5.5 mm,查表公差为0.18将数值代入计算Hm = 1.5(1+0.55%)+0.12 =1.59Hm= 5.5(1+0.55%)+0.18 =5.65型芯的工作尺寸如下表所示表2.4 表型芯高度尺寸（mm）塑件基本尺寸L塑件的公差成型零件的上偏差型腔的工作尺寸型腔的高度50.180.0660.180.062.5.3 型腔径向尺寸的计算： DM=ls(1+Scp)- （2.4）该制件的尺寸为：56mm,52mm查表公差为0.34,0.30。将数值代入计算： DM=56(1+0.55)- 0.34 =56.06DM=52(1+0.55)- 0.30 =52.072.5.4 型腔深度尺寸的计算： Hm = Hs(1+Scp%)- （2.5）该制件的尺寸为8.5mm,7.5mm 查表公差为0.14, 0.12。将数值代入计算 Hm = 8.5(1+0.05%)-0.14 = 8.45 Hm = 7.5(1+0.05%)-0.12 = 7.462.5.5 型腔内凸台尺寸的计算： DM=ls(1+Scp)+ （2.6）所设计的制件基本尺寸为：48mm查表公差为0.26.将数值代入计算得 DM=48（1+0.55%）+0.26 =48.452.6 成形型腔壁厚的计算注射成型时，为了能够经受住型腔内的高压熔体，型腔的侧壁和底板要有很高的强度和刚度。如果型腔刚度和强度不够用而导致模具被损坏。因此在注塑模具设计中，成型型腔壁厚的计算是非常重要的。成型型腔壁厚刚度计算有三个：1） 型腔不发生溢料 在高压塑料熔体的作用下，注塑模具型腔壁的弹性变形会产生使制件结合面会有缝隙产生，从而会引起溢料。所以要根据不同材料的溢料间隙决定刚度条件。（从资料书中可以知道ABS的许用溢料间隙为0.040.06mm4)2） 确保塑料件精度 对于尺寸精度要求高的制件，制件的弹性变形会影响之间的精度，所以在型腔压力最大时，要保证型腔的最大弹性变形量小于制件公差的1/5.3） 确保塑件脱模顺利 假如型腔变形量的最大值大于塑料制件的收缩量的值，则会导致模具开模后，塑件不能顺利的脱模。所以型腔弹性变形量的最大值应该小于塑件的成型收缩值。 本才设计方案的型腔结构简单，采用整体式凹模，该种结构成形的塑料制件的质量较好，便于加工制造，并且与型腔板构成一体。侧壁厚度的计算按强度计算，可以将整体圆形凹模看成圆通厚壁，其计算公式可近似为; (2.7) 式中 h型腔的深度，mm; H型腔外壁高度，mm。代入计算可得S=2.03mm底板厚度的计算按刚度条件分析，由于塑料制件的最大应力在塑件四周产生，所需要的底板厚度为： （2.8）第3章 注塑机的基本参数 3.1 注射机的类型塑料模具注射成型方法有很多种，因此注射机装配位置和安装要求是不相同的。常用的注射成型的设备有：1）通用注射机主要用来制造热塑性的塑料注射成型，该注塑机很广泛的。在通用注塑机上增加一些专用的辅助设施或者零部件，这样就可以用于热流道注射成型、气体辅助注射成型和多级注射成型等。2）热固性塑料注射机主要用于热固性塑料注射成型，在此注塑机上面添加流道的温度调节和控制系统，或者在锁模机构上添加上二次合模系统机构，可以制造热固性塑料的注射。3）特种注射机有很多，包括动力熔融注射机、排气式注射机、BMC注射机、液态注射机、反应注射机等，它们主要用于不同的特种注射成型工艺5。本次设计使用的是通用注射机。通用注射机分类的方式不同，因此他有很多种：A)按注射机的注射方向和模具的开合方向，可分为三类(1) 卧式注射机 该注射机成型物料的注射方向与合模机构开合方向一致，均沿水平方向。优点是重心低、稳定、加热、操作和设备的维修和保护都很方便，塑料制件推出模具后脱落不受限制，脱落自由，很适合用来自动化生产。缺点模具装配复杂多变，模具放入镶嵌件时会发生倾斜和脱落的情况，机床占地面积大。目前采用这种形式的注射机大多是大、中型注射机。(2) 立式注射机 注射机成型物料的注射方向与合模机构开合方向都垂直于地面。优点是有利于模具的装配、拆卸，安装嵌件的不容易出现脱落。缺点是该类注塑机重心高、工作和生产不稳定，添加原材料困难，塑件脱模难需要人工取出，实现自动化生产难以实现。(3) 角式注射机 此种注射机成型物料的注射方向与合模机构开合方向相互垂直，又可以叫做直角式注射机。优点是结构简单，生产制造方便。缺点是注射压力不好控制、锁模力大，模具震动幅度较大。 B)按注射装置分类，可分为三类 (1) 螺杆式 以同一螺杆来实现成型物料的塑化和注射。它有利于使成型物料的混炼塑化透彻均匀，无材料滞留的情况产生，且结构简单，但是压力损失较大，该类注射机是当前使用较为广泛的机型6。(2) 柱塞式 以加热料筒、分流梳和柱塞来实现成型物料的塑化和注射。它的结构简单，小型塑料制件的成型通常使用该类注射机。缺点是材料滞留严重，压力损失大。(3) 螺杆预塑化型 它是双料筒形式，螺杆、料筒进行物料的塑化，柱塞、料筒进行熔体的注射。优点是能使塑化均匀，容易控制注射量。缺点是其结构复杂，而且材料滞留严重。C)按锁模装置分类，可分为两类(1) 直压式 以液压缸直接锁模。这种形式的注射机调整、保压都较容易操作，缺点是其能量消耗大。 (2) 肘拐式 它靠连杆机构来实现锁模，一般情况下与液压缸一起组合使用。它可以合模的速度提高很多，模具的锁模安全可靠，产品出现质量问题少，缺点是需要经常维修和保养7。综上所述，根据注射容积、注射压力、锁模力和制品结构选择立式注射机，初步选用SZ-100/60立式注射机，主要参数如表3.18。参数SZ-100/60结构类型立式注射机理论注射容量/cm360螺杆直径/mm30注射压力/MPa150琐模力/KN400拉杆内间距/mm295185移模行程/mm260最大模具厚度/mm340最小模具厚度/mm10喷嘴球半径/mm12喷嘴口直径/mm4模具定位圈直径/mm50表 3.1 SZ-100/60立式注射机参数表 3.2 模具型腔数目的计算3.2.1 计算原理通常注射机的实际注射量一般约为注射机最大注射量的80，即 = Vmax80 （3.1） 式中 -制品实际所需注射量，单位cm3。 Vmax - 注射机最大注射量，单位 cm3。 由表3.1 Vmax=60cm3 所以 =48cm33.2.2 制品体积制品的结构及尺寸如图2.1，体积如下式计算，=2827.5-2721.5-25262621-2421 （3.2） = 18463.2-3433.59-11775+2122.64-1808.64 = 3568.61 mm3 = 3.57 cm3 型腔数目确定：制品数目用n表示，利用下列公式进行计算： n= =48/3.57=13.44 （3.3）由于该塑料制品为生产少，所以本次设计型腔数目设定为两个。 3.3 模架选择注塑模具在结构上存在相似性，所以模架很多已经标准化，选择标准模架的优点：1）简单方便、买来即用、不必库存。2）能够使模具成本下降。3）使模具的设计和制造简单化。4）模具生产制造快，塑件的更新换代。5）保证了模具的精度和动作可靠性。综上所述，本次模具设计采用选择标准模架进行设计。由于设定模具型腔数目为两个，设计为左右排放，依据制品尺寸大小及型腔数目，选用300300模架具体结构如图3.19。 图3.1 模架结构3.4 注塑机的校核3.4.1 最大注塑量效核 注射机标称注射量的表达方式有：一是用容量（)表示，另一种是用质量（g）表示。在模具设计时，必须是得在一个注射成型周期内所需要的注射塑料熔体的容量或者质量在注射机额定注射量的8010。制件体积：=3.57cm流道体积 1）主流道体积 =1/3h(R+Rr+r) （3.4） 代入计算=1/3h(R+Rr+r) =1/33.1445（4.54.566） =6.15 cm2）分流道体积 = 1/2RL2/3R （3.5） = 1/23.143.5151/33.143.5 =1.2 cm 综上可得 （3.6） =6.151.2 =7.35 cm注射量的校核可根据下式进行校核： （3.7）式中 单个塑件的容量， cm n型腔个数 浇注系统凝料的容量， cm 注射计额定注射量，cm经计算注塑机符合要求。 3.4.2 注射压力的效核 注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要，然而注塑机的最大压力要大于注塑压力才能满足注塑的需要。本次设计中，参考了ABS材料的参数，确定制品所需注塑压力为80MPa，小于注塑机的最大注塑压力，所以该注塑机的注塑压力符合条件。3.4.3 锁模力效核 注塑成型时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，该推力要小于额定的锁模力，否则就会在注射成型的时侯有溢料情况发生6。即有： （3.8）注射机额定的锁模力，N；型腔内塑料熔体沿注射计轴向的推力，N； （3.9）式中 A塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，m； 型腔内塑料的熔体的平均压力，MPa； P型腔内塑料的熔体的压力，MPa； 注射压力，MPa； k压力耗损系数，可在0.20.4的范围内选择。 经过计算可锁模力符合设计要求。3.4.5 模具安装尺寸校核 模具装配固定有：螺钉固定、压板固定。采用螺钉固定时，模具动定模板上螺孔和相间隔距离，必须和注塑机模板上对应的螺孔一致；使用压板固定时，只要在模具的固定板的周围有螺孔就行，有较大的灵活性；该方式适合中、小模具的装配固定。3.4.6 开模行程的校核模具开模后为了能取出塑料制件，要求要有足够的开模距离，开模行程的设计是有限的，因此在模具设计时进行开模行程的校核。取出塑料制件的开模距离应该小于注射机的最大开模行程。模具开模行程可根据下面公式校核11： （3.10）式中 S 为注塑机的最大行程，mm； H1 为塑件的脱模距离, mm; H2 为包括流道在内的塑件高度, mm 代入计算H1+H2+H3+(510)= 82mm =100mm 所以上式成立，即该注塑机的开模行程符合要求。第4章 浇注系统的设计 4.1 分型面的设计模具上用来取出塑料制件和凝料的可分离的接触面叫做分型面。分型面在模具结构设计中占有很重要的位置，分型面的设计会影响塑料制件的质量、模具的整体结构、模具的制造成本和工艺操作的困难程度。常见的住分型面与模具开模方向垂直，大多分型面都是平面，也有曲面和台阶面。分型面的选择原则：1）分型面宜选择在塑件外形的最大轮廓处。2）分型面的选择要考虑塑料制品的脱模，磨具的脱模机构一般设置在动模一侧.3）分型面的选择要考虑塑件的精度要求，塑件的光滑表面不宜设置分型面.4）分型面的选择应将抽芯和分型放置于开模的方向。5）分型面还是模具的主要排气渠道，因此为便于模具型腔内气体的排出，分型面 的设计要有利于排气和模具的加工。6）选择分型面时还应考虑模具加工工艺简单，减小机加工的难度，。综上所述，本课题所研究的模具的分型面设定在动定模的结合面处。 4.2 浇注系统4.2.1 浇注系统设计的具体要求是：A. 对模腔的填充迅速有序；B. 可同时充满每一个型腔；C. 对热量和压力的损失较小；D. 尽可能较少的消耗塑料。4.2.2 浇口套的设计浇口套与定模座板安装配合后，要与分模面有一定的缝隙，缝隙的宽度一般在0.0050.15mm之间7。因为该部分容易受到受注塑压力的影响，注射时会产生变形。在注塑模具中，主流道的轴线垂直于分型面。其设计要点如下：1） 主流道通常设计成圆锥形，其锥度角=24，流动性差的塑料可以去=36，以便于凝料从主流道中拔出。2） 为防止主流道于喷嘴处溢料，喷嘴于主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球凹坑。3） 为减少料流转向过渡时的阻力，主流道呈圆角过渡，其圆角半径r=1-3mm。4） 在保证塑料良好的前提下，主流道长度L应尽量短。一般取L60mm.主流道衬套与定模板的配合可采用9 主流道直径的经验公式为: (4.1)式中 主流道大头直径，mm； 流经主流道的熔体体积（包括各个型腔、各级分流道、主流道以及冷料穴的容积），mm； 因熔体材料而异的常数，查手册得PC的K=1.5。 则取D=10mm。喷嘴孔径为4mm，喷嘴球面半径为12mm 图4.1 定位圈二维图 图4.2定位圈三维图本次设计的定位圈的二维图和三维图下图4.1和图4.2所示 本次设计主流道的采用5，小端口直径取36mm,小端口直径要比于注射机喷嘴直径大0.51mm,所选注射机的喷嘴直径为4mm。所以本次设计的模具主流道小端直径取4mm。本模具设计为45 mm。主流道大端倒角R3。4.2.3 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道。在多型腔模具中就应该使用分流道，在设计时，应考虑尽量减少在流道内的压力损失和避免熔体温度降低，同时还要考虑减少流道的容积。根据情况的不同，采用不同的截面，不同的布置。 分流道的截面形状有好几种，常见的有圆形、U形、半圆形、正方形、梯形和六角形等。在设计时一般常用的为梯形半圆形和U形。在此模具中，采用U形分流道。 分流道与浇口的连接方式通常采用斜面和圆弧连接，这样有利于塑料的流动和填充，防止塑料流动时产生的反压力，消耗能量。分流道的布置 在多型腔注射模具中，要求各型腔的制品表面质量和内部性能差异不大，所以流道的布置要合适，分流道的布置有平衡式和非平衡式两种，在本模具的设计过程中，为了保证制品质量，采用平衡式布局。R=0.35 L=15mm.4.2.4 浇口的设计浇口是接连流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的重要部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状、尺寸和进料位置等对塑料制件的成型质量影响很大，塑件上会出现缩孔、缺料、白斑、熔接痕等缺陷。浇口设计总的要求是使熔料以较快的速度充满型腔，同时在充满后能适时的冷却封闭，因此浇口截面要小，长度要短，能快速冷去封闭，而且要便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，其设计要点如下12：1） 浇口的尺寸及位置选择应避免熔体熔体破裂而产生喷射和蠕动2） 浇口的位置应有利于流动、排气和补料3） 浇口的位置应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形4） 浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度5） 浇口位置应考虑取向作用对塑件性能的影响6） 浇口的位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位4.2.4.1 浇口的形式及特点浇口在通常情况下有直接浇口、中心浇口、矩形侧浇口、点浇口、潜伏式浇口等几种形式。直接浇口适用与热敏性塑料；中心浇口去除浇口方便一些，它适用与圆筒形、圆环形等中心带孔的制品成型，矩形侧浇口是从制品侧面进料；点浇口截面积较小，熔体进料时，产生很高的剪切速度，同时产生摩擦作用，提高熔体温度；潜伏式浇口适用与表面质量高的制品。在本模具的设计中，考虑使用的是多型腔，采用侧口。浇口截面形状、尺寸及位置本模具为两板式，为了便于制品脱模和浇注方便，采用矩形侧浇口，其大小由厚度、宽度和长度决定。确定侧交口的厚度h(mm)和宽度b(mm)的经验公式如下： （4.2） （4.3） 式中 t-塑件壁厚，mm; n-系数，与塑料品种有关，查表可得 A-为塑件外表面面积，m所以去h=2mm,b=0.5mm。4.2.5 冷料穴的设计冷料穴的位置正在主浇道的动模上，一般处于分流道的末端，其作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，防止其进入型腔影响塑件的质量。开模时冷料穴能起到将主流道的冷凝料拉出来的作用。常见冷料穴的形式有带Z形头的拉料勾、带球头形拉料、倒锥形和环槽形等冷料穴。本方案选择的是带Z形的拉料干。其二维图和三维图如图4.3和图4.4所示。 图4.3 拉料杆二维图 图4.4拉料杆三维图第5章 导向机构的设计注射模的导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零件部件之间的准确配合，其定位和定向的作用，同时还起着脱模机构的运动导向。绝大多数的导向机构由导柱和导套组成，称为导柱导导向机构。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，其设计的基本要求是导向精确、定位准确，并有足够的强度、刚度和耐磨性。5.1 导向机构的作用在注射模中，导向机构能够指引动模与定模之间按一定的方向闭合和定位的作用，因此，导向机构的作用如下4：1）定位作用 为了使注射模具在装配时，不会因为方向搞错而损坏成型零件，并且在模具合模后，能够使型腔在工作过程中保持正确形状和位置；保正塑件壁厚的均匀性。2）导向作用 在动模向定模闭合行进中，导向机构应该先接触，引导动模和定模沿准确方向和位置闭合，这样可以避免凸模先进入型腔而导致模具的损坏。因此，导柱必须比凸模端面高出68mm。3）能够承受一定的侧压力 在注射时会因高压塑料熔体注入型腔，产生单向侧压力；或者因为型腔侧面不对称、模具的中心与分型面上成型的几何中心不在同一位置，而产生较大的侧压力，这些都必须由合模导向机构来承担。 5.2 导柱导向机构导柱导向机构，包括导柱和导套两个主要零件，它们分别安装在动模和定模两边。5.2.1 导柱的设计要点 1） 导柱的直径尺寸取决于模具模板外形尺寸，模板尺寸大，则需要选择的导柱直径就大。在设计导柱时，导柱一定能够要有足够的抗弯强度、表面要耐磨性和芯部要坚韧。所以制作导柱的材料大多采用低碳钢（20）渗碳淬火处理，还可以直接使用碳素工具钢（T8、T10)淬火处理，热处理为5055HRC13。2） 导柱的长度通常导柱应高出凸模端面68mm，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。3） 导柱的端部导柱的端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。36 4）导柱的配合精度导柱与导向孔通常采用间隙配合H7/f6或H8/f8，而安装孔则采用过渡配合H7/m6或H7/k6，配合部分表面粗糙度为Ra=0.8。同时还需注意，要采用适当的固定方法防止导柱从安装孔中脱出5。5.2.2 导柱的设计导柱的基本结构形式有两种。一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，成为带头导柱GB4169.4-84。另一种是除安装部分的凸肩外，使安装的配合部分直径比外伸的工作部分直径大，成为有肩导套GB4169.5-84。带头导柱用于生产批量不大的模具，可以不用导套。有肩导套用于采用导套的大批量生产并高精度导向的模具。为了减小导柱导套的摩擦，有的导柱开设油槽。小型模具常采用带头导柱，大型模具常采用有肩导柱。本模具采用不加油槽的带头导柱，根据GB4169.4-84选用直径为12mm长度为55mm的导柱10。其二维图和三维图如图5.1和图5.2所示： 图5.