机械毕业设计（论文）-电话机底座注塑模具设计[抽芯]【全套图纸】.doc

本科毕业设计(论文)题目：电话机底座注塑模具设计系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年05月本科毕业设计(论文)题目：电话机底座注塑模具设计系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年05月 电话机底座注塑模具设计摘要模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。它在工业生产中使用极为广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此，模具技术发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了充电器外壳注射模的设计过程。首先，讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向。然后论述了方案的选择和确定。再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性可行性分析。此次设计中，最关键的是确定型芯和型腔的结构，此外还分析了模具受力，脱模机构的设计、冷却系统的设计等。总的来说，所设计的这套模具经济合理，可行性强，生产方便，是一套实用性较强的模具。关键词：注射模；定模；动模；抽芯；斜导柱全套图纸，加153893706VTelephone base injection mold design Abstract The molding tool is a foundation craft that industry produce to equip, it also a development with realizes the little having no slice the indispensable tool in the technique of cutting .It is in industry produce the usage is extremely extensive, it an important means that contemporary industry produce to develop the direction with the craft, many modern industrial developments with horizontal exaltation in technique, be decided by the industrial development in molding tool level to a large extent. Therefore, moldings tool technique development condition and horizontal and high and low, affect the development of the industry product directly. Too is to measure the one of the horizontal and important markings in a national craft. The graduation project title is the camera bracket a parts injection mold design., this text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process, combining to emphasize to relate the Chargers shell inject the design process of the mold. First, related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions. Then discussed the choice of the project with certain. Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process; very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment.Total to say, a this set of molding tools for designing economy reasonable, the possibility is strong, producing the convenience, it a stronger molding tool in a set of function.Keyword: Inject the mold; Settle the mold; Move the mold; Take out core; Inclined slippery piece目 录1 绪论11.1 题目背景意义11.2 塑料工业简介11.3 我国塑料模具现状21.4 塑料模具发展趋势32 制品的特性分析42.1 制品（电话机底座）的简介42.1.1 对制品的分析主要包括以下几点42.1.2 本设计中塑件各项要求52.2 制品的工艺性及结构分析52.2.1 结构分析52.2.2 成型工艺分析52.2.3 材料的性能分析52.3 注射成形过程72.3.1 ABS的注射工艺参数72.3.2 ABS的主要性能指标82.3.3 ABS工艺条件83 注射成型机的选择93.1 估算塑件体积93.2 估算塑件质量93.3 注塑机的注射容量103.4 锁模力103.5 选择注塑机及注塑机的主要参数103.5.1 注射机的选择103.5.2 SZ-200/120型注塑机的主要参数103.6 注塑机的校核114 浇注系统的设计134.1 浇注系统设计原则134.2 主流道的设计134.2.1 主流道尺寸134.2.2 主流道衬套的形式及尺寸144.2.3 定位圈的结构尺寸154.2.4 主流道衬套的固定154.3 冷料穴的设计154.4 浇口的设计164.4.1 浇口的主要作用164.4.2 浇口尺寸的确定164.4.3 浇口位置的选择164.4.4 浇口结构的形式174.5 浇注系统凝料的脱出机构174.5.1 普通浇注系统的凝料的脱出174.5.2 点浇口式浇注系统凝料的脱出174.6 脱模推出机构的确定184.6.1 脱模推出机构的设计原则184.6.2 制品推出的基本方式185 成型零部件的设计205.1 分型面的设计205.2 成型零件应具备的特性215.3 成型零件的结构设计215.3.1 凹模（型腔）结构设计215.3.2 型芯的结构设计225.4 成型零件工作尺寸计算225.4.1 影响塑件尺寸和精度的因素225.4.2 成型零件工作尺寸的计算235.4.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算256 导向机构的设计276.1 导向机构的作用276.2 导柱导向机构276.2.1 导向机构的总体设计276.2.2 导柱的设计286.2.3 导套的设计287 侧抽芯机构的设计297.1 侧向分型与抽芯机构的分类297.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构设计要点307.2.1 正确选择主型芯位置307.2.2 斜导柱的设计计算307.2.3 滑块和导滑槽的设计308 冷却系统328.1 模具冷却系统的设计原则328.2 模具冷却系统的结构329 总结33毕业设计（论文）知识产权声明错误！未定义书签。毕业设计（论文）独创性声明3737毕业设计（论文）1 绪论1.1题目背景意义近几年，我国塑料模具工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。在电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%100%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。通过本课题的设计，应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：1）塑料管件制品的设计及成型工艺的选择；2）一般塑料管件制品成型模具的设计能力；3）塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；4）了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。使个人能力得到全面提高，以适应今后的工作。1.2塑料工业简介模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模具。塑料模具具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模具的优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模具对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模具更是如此。现代塑料产品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料产品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模具是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。1.3我国塑料模具现状塑料模具是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模具工业是国民经济的基础工业。用塑料模具生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模具的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全，质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化，商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。1.4塑料模具发展趋势a. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例b. 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。c. 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。d. 新的塑料成型工艺和快速经济模具。e. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。f. 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。g. 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。本次毕业设计中主要应用了先进的CAD软件和Pro/E软件。其中Pro/E主要用于模具成型零件的3D设计，并向2D设计人员提供制品的其它有关参数，如投影面积，体积等，以优化模具设计，使模具结构更加合理。我这次的毕业设计的主要内容是模具结构，在论文中，对于由CAD软件和Pro/E软件完成的内容将直接说明，不作具体说明。毕业设计（论文）2 制品的特性分析2.1 制品（电话机底座）的简介图2.1 电话机底座制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。2.1.1对制品的分析主要包括以下几点a. 产品尺寸精度及其图纸尺寸的正确性；b. 脱模斜度是否合理；c. 塑件厚度及其均匀性；d. 塑件种类及其收缩率；e. 塑件表面颜色及表面质量要求。2.1.2本设计中塑件各项要求 a. 塑料名称：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）；b. 色调：白色 不透明； c. 生产纲领：大批大量。2.2制品的工艺性及结构分析2.2.1结构分析 该制品为小型零件，在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证零件各项参数精度2.2.2成型工艺分析 a. 精度等级：采用一般精度5级b. 脱模斜度：15度。2.2.3材料的性能分析ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化学分子结构方式如图2.2： 图2.2 ABS化学分子结构每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，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。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的ABS材料。ABS具有优良的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异。使用性能：a. 物理力学性能 ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表55和56）。b. 热性能。ABS制品的负荷变形温度约为93，若能对制品进行退火处理，则还可增加10左右。c. 电性能。ABS聚合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。d. 耐环境性 ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。e. 耐候性 ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受350nm以下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。ABS是一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。f. ABS的流变性 ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。ABS属一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为0.4%0.5%。在成型过程中，ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。g. ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在成型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。h. ABS制品的后处理 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在6080对一般制品可控制在5060。2.3注射成形过程对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。2.3.1 ABS的注射工艺参数注射机：螺杆式喷嘴形式：直通式喷嘴温度:170180料筒温度（）： 前段 180200中段 165180后段 150170模具温度（）：5080注射压力（MPa）：60100保压力（MPa）：4050高压时间（ s ）： 05 保压时间（ s ）：1530 冷却时间（ s ）：1530成形周期（ s ）：4070 2.3.2 ABS的主要性能指标表2.1 ABS的主要性能指标密度g/cm3比溶吸水率收缩率热变形温度1. 02-1. 050. 8-0. 980. 2%-0. 4%130-1600. 3%-0. 8%83-103.抗拉强度MPa拉伸弹性模量MPa弯曲强度冲击强度HB体积cm3501. 8X1078011HB9. 76.9X102.3.3ABS工艺条件ABS吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；流动性一般，溢料间隙约0.4mm（流动性比PS和AS差，但比PC、RPVC好）；成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约250C）。若制品精度要求过高，模温宜取50C60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取600C80C； 注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取180C330C、注射压力可取100Mpa140Mpa，采用螺杆式注射机时，料温可取160C220C，注射压力可取70Mpa100Mpa。3 注射成型机的选择3.1估算塑件体积a. 用Pro/E软件计算塑件体积为：计算零件的体积为：=117cm3 b. 估算浇注系统的体积： =3.14445+23.141.1540=2593.012(mm)=2.593(cm) c. 估算总体积:V =V1+ V2 =117+2.593 =119.593( cm3)3.2估算塑件质量此塑件材料为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS），经查表的其密度1.021.05g/ cm。则，其质量为： =1.05119.593=125.5065(g)3.3注塑机的注射容量确定了单个塑件的体积和模腔数量就可以大体计算出多模塑件的总体积，再加上主系统中主流道、浇口、冷料井的体积，即是一模一腔的塑料总体积，m在选择注射机的注射容量G时可用下式计算。m0.8G （3.1）式中 G注射机最大注射容量，g； m成型塑件与浇注系统体积总和，g； 0.8最大注射容量的利用系数。计算得， G 156.8831g 3.4锁模力型腔总的投影面积为：由proe测得A=327.005+248.429=575.434mm2；计算其所需锁模力F为：F=0.5PA=111.5KN式中：P型腔单位面积的注射压力(MPa)，查手册得P=40MPa。3.5选择注塑机及注塑机的主要参数3.5.1注射机的选择综合以上的分析，联系实际情况，现初选SZ-200/120型注射机。3.5.2 SZ-200/120型注塑机的主要参数理论注射量： 200g 螺杆直径： 42mm注射压力： 150MPa 注射速率： 120g.s-1锁模力： 120KN 模板最大行程： 305mm模具最大厚度： 400mm 模具最小厚度： 230mm拉杆空间（长宽）： 355385mm 定位孔直径： 125mm喷嘴球半径： 15mm 注射方式： 螺杆式 螺杆转速： 0220r/min3.6注塑机的校核a. 最大注射量校核 最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量，设计时应保证成型塑件所需的注射量小于所选注射机的最大注射量。 XS-ZY-200型注射出成型机理论注射量200gx156.88g，因此满足要求。b. 锁模力校核 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个沿注射机抽向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（即注射面积）乘以型腔内的塑料压力。此力可使模具沿分型面涨开。为了保持动、定模闭合紧密，保密塑件的尺寸精度并尽量减小溢边厚度，同时也为了保障操作人员的人身安全，需要机床提供足够大的锁模力。因此，欲使模具从分型面涨开的力必须小于注射机规定的锁模力。即 （3.2）式中 T注射机的额定锁模力，KN； A塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积，cm2； P熔融塑料在模腔内的压力，kg/cm2； K损耗系数，通常取1/32/3。 PKA=0.5cp405.75=111.5KNT=900KN111.5KN即该注塑机的锁模力符合要求。c. 模具厚度校核 模具厚度必须满足下式： （3.3）式中 H模具闭合厚度，mm；Hmin注塑机所允许的最小模具厚度，230mm；Hmax注塑机所允许的最大模具厚度，400mm；根据结构草图可知，初选的模具厚度为320mm,满足要求。d. 开模行程校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于双分形面的注塑模具，其开模行程按下式校核SH1+H2+L+（510）(mm) =223.5mm （3.4）式中 S注塑机的最大行程，mm；H1脱模距离，此模具中为78mm；H2塑件加浇注系统总高，此模具中为90mm；L型腔板移动的距离，此模具中为50mm；所以上式成立（400223.5），即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该SZ-200/120型注塑机符合要求。4 浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。他的作用是将塑料熔体顺利地充满到模具行腔深处,以获得外形轮廓清晰,内在质量优良的塑料制件。该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、冷料穴、浇口。4.1浇注系统设计原则a. 浇注系统与塑件一起在分型面上,应有压降,流量和温度的分布的均衡布置；b. 结合型腔布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置；c. 尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间；d. 浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，有利于排气和补缩，且应设在塑件较厚的部位，以使熔料从后断面移入薄断面，以利于补料；e. 避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生；f. 浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或者易于切除；g. 熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态，以及对制品质量的影响；4.2主流道的设计 主流道通常位于模具中芯塑料熔体的入口处，它将注射机喷射出的熔体导入型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。4.2.1主流道尺寸 a. 主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+0.51 =3+0.51 取d =3.5（mm）这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出。b. 主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23mm.反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难.SR=注射机喷嘴球头半径+23 取SR=12+2=14（mm）c. 主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。本设计中结合该模具的结构取L=42（mm）d. 主流道大端直径D=d+2Ltg（半锥角为1 2，取=1.5） 6.5取D=6.5（mm） 4.2.2主流道衬套的形式及尺寸主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为5357HRC。由于该模具主流道较长设计成分体式较宜。 图4.1 主流道衬套4.2.3定位圈的结构尺寸由于浇注套比较长，自身能满足定位要求，故此定位圈只对注射方向起导正作用。 图4.2 定位圈 4.2.4主流道衬套的固定 图4.3主流道衬套的固定4.3冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成形性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴（冷料井）。冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。4.4浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位，它的作用是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，以保证充填实，确保制品质量。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。4.4.1浇口的主要作用 a. 熔体充模后，首先在浇口处凝结，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流；b. 熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模；c. 易于切除浇口尾料；d. 对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口还能用以控制熔接痕的位置。4.4.2浇口尺寸的确定浇口的截面积一般为流道截面积的3%9%，截面的形状多为矩形（宽度与厚度的比为3：1）或圆形；浇口长度约为0.52.0mm左右。在设计的时候一般取小值，在以便在试模时修正。浇口最终的具体尺寸根据经验和零件的尺寸和形状的要求确定。4.4.3浇口位置的选择浇口位置与数量对制品质量影响很大，选择浇口位置时应遵循如下原则a. 浇口应设在能使型腔的各部位、各角落同时充满的位置；b. 浇口应开设在塑件较厚的部位，以使熔料从厚断面移入薄断面，以利于补料；c. 浇口应设在有利于排除型腔中气体的部位；d. 口应设在避免塑件表面产生熔合纹的部位；e. 对于带有长型芯的模具，浇口应设置在能使进料沿型芯轴向均匀进行，以免型芯被熔体冲击而变形；f. 浇口的设置应避免熔体的断裂；g. 浇口的设置应不影响塑件的外观；4.4.4浇口结构的形式注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况个不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口；按浇口形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环行浇口及薄片式浇口；按浇口的特征性质可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的塑件的位置可分为中芯浇口和侧浇口等。对于该模具，是中小型制品的多型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是一般侧浇注口。浇口又可称橄榄形浇口或菱形浇口，是种截面尺寸特小的圆形浇口。浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹。有利于实现制动化操作，常用于成型如壳盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料。4.5浇注系统凝料的脱出机构4.5.1普通浇注系统的凝料的脱出通常采用侧浇口、直接浇口及盘形环浇口类型的模具，其浇注系统凝料一般与塑件连在一起。塑件脱出时，先用拉料杆拉住冷料穴，使浇注系统留在动模一侧，然后用推杆或拉料杆推出，靠其自重而脱落。4.5.2点浇口式浇注系统凝料的脱出点浇口浇注系统凝料，一般用人工、机械手取出，但生产效率低，为适应自动化生产的需要，可采取以下方式脱出凝料：利用推杆拉断点浇口凝料、利用侧凹拉断点浇口凝料、利用拉料杆拉断点浇口凝料、利用定模推板拉断点浇口凝料等。4.6脱模推出机构的确定注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构，称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。既首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。 4.6.1脱模推出机构的设计原则制品推出（顶出）是注射成形过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则：a. 结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，且推出机构应尽量设置在动模一侧；b. 保证制品不因推出而变形损坏； c. 机构简单动作可靠； d. 保证良好的制品外观； e. 尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模。 4.6.2制品推出的基本方式按模具中的推出零件分:a. 推杆推出：推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式，常用的推杆形式有圆形、矩形、“D”形。b. 推件板推出：对于轮廓封闭且周长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。c. 推管推出：适用于薄壁圆桶形塑件。d. 推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。e. 利用成型零件推出制品的脱模：使用于螺纹型环一类的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件f. 多元联合式脱模：对于某些深腔壳体、薄壁制品以及带有环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，为防止其出现缺陷，常采用两种或两种以上的推出机构联合动作以完成脱模过程。本套模具的设计中，因为塑件中间为平面板，故推出机构采用推杆推出。带头导柱与推杆采用推板和推杆固定板连接。通常采用单边0.5mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能推板推动推杆的情况下，不因由于各板上的孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。因此带头导柱与推板孔采用单边0.5mm的间隙；带头导柱与推管，通常采用H8/f7或H8/f8的间隙配合；工作端配合部分的表面粗糙度为Ra0.8，推管的材料常用T10A，热处理要求硬度HRC54。5 成型零部件的设计注射模具闭合时，成型零件构成了成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、镶拼件，各种成型杆与成型环。成型零件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸、和表面。在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。在上万次、甚至几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。5.1分型面的设计模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触表面成为分型面。分型面大都是平面，也有倾斜面、曲面或台阶面。分型面的选择原则：a. 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，只有这样才能使塑件从模具中顺利地脱模，这是最根本的一条原则。b. 分型面的选择应考虑有利于塑件的脱模，一般模具的脱模机构通常设置在动模一侧，模具开模后塑件应停留在动模一边，以便塑件顺利脱模。c. 分型面的选择要保证塑件的进度要求，塑件光画的表面不应设计分型面，以避免影响外观质量；塑件中要求同轴度的部分要放在分型面的同一侧，以保证塑件同轴度的要求。 分型面的选择还应考虑模具的侧向抽拔距，由于模具侧向分型是由机械分型机构来完成的，所以抽拔距都比较小，选择分型面时应将抽芯和分型距离长的方向置于开模的方向，将小抽拔距作为侧向分型或抽芯。e. 分型面作为主要的排气渠道，应将分型面设计在熔融塑料的流动末端，以便于模具型腔内气体的排出。f. 选择分型面时应使模具零件易于加工，减小机加工的难度，要使模具加工工艺最简单。鉴于以上要求，本模具的分型面设在底部，此处为塑件截面尺寸最大的部位，是该塑件分型面的一个好的选择。分型面选择如图5.1所示图5.1 分型面示意图5.2成型零件应具备的特性由于成型零件的质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备一下性能：a. 具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压。b. 具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损。c. 具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能。d. 零件的加工性能好，可淬性良好，热处理变形小。e. 成型部位须有足够的位置精度和尺寸精度。5.3成型零件的结构设计5.3.1凹模（型腔）结构设计凹模也称为型腔，是成型塑件表面形状的模具零部件。按结构不同可分为五种：a. 整体式凹模 它是由整块材料加工制成。整体式凹模的强度高，成型的塑表面光滑无痕迹，但模具加工困难，热处理变形大，材料浪费严重，适用于中小型简单模具。b. 整体嵌入式凹模 经常应用于多型腔模具，凹模常加工成带台阶的镶块，从凹模固定板下部嵌入，或者凹模与凸模固定板采用过盈配合，用螺钉连接在固定板上，凹模如果是回转体，还需要销钉或平键定位止转。c. 镶嵌式凹模 有的模具采用局部镶嵌式凹模，对于大型模具或形状复杂的模具，为了便于机械加工或热处理，而采用大面积镶嵌式凹模。d. 四壁拼合式凹模 弱国矩形凹模巨大且复杂，可将底部和四壁分别加工，经研磨后嵌入模套，侧壁之间采用扣锁连接，以保证连接的准确性。e. 拼块式凹模 对于有侧凹的圆形塑件要采用侧向分型机构，以便塑件顺利从凹模取出，凹模可有两块或多块拼合而成。本模具为外形简单的中小型塑件，采用整体式凹模。5.3.2型芯的结构设计型芯是成型塑件内表面的模具零件，根据成型情况不同，型芯可分为一下结构形式：a. 整体型芯 整体型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，这种型芯结构牢固，成型的塑件质量好，但模具的加工难度大，适用于内形简单、深度不大的型芯设计。 b. 镶嵌式型芯 在多型腔模具中常常将型芯加工成带台阶的型芯，镶嵌到型芯固定板上，如型芯为回转体且有不对称凹槽或凸起，需要加销钉定位止转。当型芯细小时，可采用过盈配合，铆接或树脂粘结的方法将型芯与固定板连接起来。c. 组合式型芯 对于形状较为复杂的型芯通常用两个或多个型芯共同组合而成，这种方法可以讲复杂型芯简单化，使加工难度降低，也有利于型芯的抛光。5.4 成型零件工作尺寸计算注塑模成型零件工作尺寸，是指成型零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高压和熔融温度下充模成型，并在模具温度下冷却固化，最终在室温下进行尺寸检测和使用。因此，塑料制品的形状和尺寸精度的获得，必须考虑物料的成型收缩率等众多因素的影响。成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形的长度和宽度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）与型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具设计中，应根据塑件的尺寸、精度来确