ABS隔弧板注塑模具设计【全套CAD图纸+含工序卡+答辩论文】【优秀资料】
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原稿
abs
隔弧板
注塑
模具设计
午前
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摘 要
论文根据工程实际的需要完成ABS隔弧板的注射模设计。在设计中采用塑料注射成型论文中具体分析了产品的工艺性,确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备,确定了模具制作的总体方案,分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构,并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核。论文中还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析设计，完成了工件工程图设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。
本文中针对ABS隔弧板注射模具制定出合理的设计结构，其中包括成型部分及其零部件设计，浇注系统设计，脱模机构设计，冷却系统设计等。根据分析，设计了一套塑料注射模具，并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。
关键字：注射模具，浇注系统，脱模机构，冷却系统
目 录
摘 要II
目 录III
第1章 前言1
第2章 塑件的工艺分析2
2.1塑件的工艺性分析2
2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析3
2.2.1结构分析3
2.2.2尺寸精度分析3
2.2.3表面质量分析4
2.3 计算塑件的体积和质量4
2.4 注射机的初选4
第3章 分型面选择和浇注系统设计5
3.1 注射模具分型面的选择5
3.1.1 分型面的基本形式5
3.1.2 分型面选择的基本原则5
3.1.3 分型面的选择5
3.2 浇注系统的设计6
3.2.1 浇注系统的组成6
3.2.2 注射模具主流道的设计7
3.2.3 冷料穴的设计9
3.2.4 分流道设计10
3.2.5 浇口设计12
第4章 成型零件的设计15
4.1 模具型腔的结构设计15
4.2 型芯的结构设计16
4.3 成型零件的尺寸确定17
4.4模体设计21
第5章 顶出机构的设计22
第6章 冷却系统的设计26
第7章 排气系统28
第8章 成型设备有关参数校核29
第9章 模具特点和工作原理31
总 结32
参考文献34
第1章 前言
先进制造技术的发展使人们不再单纯地依赖产品图或产品样件来设计制作模具,逆向工程技术的应用使产品的图片、照片或影像资料,甚至产品模具本身,都可以作为模具的设计依据。逆向工程技术特别在消化、吸收国外先进模具技术方面具有突出的优势, 由此还带来设计思路上的变化,有时可以先设计模具型腔,然后据此再完善产品设计图样[1]。
塑料制品的成型是塑料成为具有实用价值制品的重要环节。塑料成型方法已达40多种。其中最重要的是注射，挤出，吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的85%；其中注射尤为突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，有些热固性塑料也可以用注射模塑成型。
第2章 塑件的工艺分析
该塑件是ABS隔弧板产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。
图2.1 ABS隔弧板图
2.1塑件的工艺性分析
该材料为ABS，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。
- 内容简介：
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塑料注射成型工艺卡片资料编号0007 车间共 1 页第 1 页零件名称ABS隔弧板 材料牌号 ABS设备型号SZ-634000装配图号 材料定额每模件数 1件零件图号 单件质量48.5g工装号 材料干燥 设备干燥机 温度/70-80 时间/h1-2料筒温度/ 后段 190200 中段 200220 前段 170190 喷嘴温度/ 180190 模具温度/ 5070成型时间 /s注射时间 3070保压时间 1530冷却时间 1030 压力 /MPa注射压力80Mpa 背压力60Mpa 后处理温度/烘箱 70时间定额 /min 辅助1min时间10min 单件3 min 检验 编制 校对 组长车间主任检验组长主管工程师塑料注射成型工艺卡片模具设计与制造技能训练设计说明书设 计 题 目 ：设 计 者：班 级：指 导 教 师：哈尔滨理工大学2013年 12 月 26 日摘 要论文根据工程实际的需要完成ABS隔弧板的注射模设计。在设计中采用塑料注射成型论文中具体分析了产品的工艺性,确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备,确定了模具制作的总体方案,分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构,并进行了一些必要的尺寸计算和强度的校核。论文中还对分型面、浇注系统、脱模机构和温度调节系统进行了分析设计，完成了工件工程图设计，圆满完成了模具设计所要求的各项工作。本文中针对ABS隔弧板注射模具制定出合理的设计结构，其中包括成型部分及其零部件设计，浇注系统设计，脱模机构设计，冷却系统设计等。根据分析，设计了一套塑料注射模具，并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。关键字：注射模具，浇注系统，脱模机构，冷却系统目 录摘 要II目 录III第1章 前言1第2章 塑件的工艺分析22.1塑件的工艺性分析22.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析32.2.1结构分析32.2.2尺寸精度分析32.2.3表面质量分析42.3 计算塑件的体积和质量42.4 注射机的初选4第3章 分型面选择和浇注系统设计53.1 注射模具分型面的选择53.1.1 分型面的基本形式53.1.2 分型面选择的基本原则53.1.3 分型面的选择53.2 浇注系统的设计63.2.1 浇注系统的组成63.2.2 注射模具主流道的设计73.2.3 冷料穴的设计93.2.4 分流道设计103.2.5 浇口设计12第4章 成型零件的设计154.1 模具型腔的结构设计154.2 型芯的结构设计164.3 成型零件的尺寸确定174.4模体设计21第5章 顶出机构的设计22第6章 冷却系统的设计26第7章 排气系统28第8章 成型设备有关参数校核29第9章 模具特点和工作原理31总 结32参考文献34第1章 前言先进制造技术的发展使人们不再单纯地依赖产品图或产品样件来设计制作模具,逆向工程技术的应用使产品的图片、照片或影像资料,甚至产品模具本身,都可以作为模具的设计依据。逆向工程技术特别在消化、吸收国外先进模具技术方面具有突出的优势, 由此还带来设计思路上的变化,有时可以先设计模具型腔,然后据此再完善产品设计图样1。塑料制品的成型是塑料成为具有实用价值制品的重要环节。塑料成型方法已达40多种。其中最重要的是注射，挤出，吹塑和压制等。它们几乎占了整个塑料成型的85%；其中注射尤为突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是热塑性塑料成型的一种方法，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，有些热固性塑料也可以用注射模塑成型。33第2章 塑件的工艺分析第2章 塑件的工艺分析该塑件是ABS隔弧板产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。图2.1 ABS隔弧板图2.1塑件的工艺性分析该材料为ABS，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塑料-名称化学名称 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 英文名称 Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic一般性能ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈色，有黑烟，并发出特殊的臭味。力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。热学性能ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。电学性能ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。分析塑件的结构工艺性塑件尺寸较小，内部结构简单，对塑件的测量和计算没较大影响，符合塑件的设计要求。塑件精度要求,塑件工作要求不高，故选普通精度：级2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形。因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为2.5mm,壁厚均匀,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.3 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V=40562.2mm3（单个）计算塑件的质量：根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm塑件质量：M=V48.5g(通过3D软件测量得到)2.4 注射机的初选根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数当未限定设备时，须考虑以下因素：采用一模四腔的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XS-ZY-4000型。第3章 分型面选择和浇注系统设计3.1 注射模具分型面的选择3.1.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面。3.1.2 分型面选择的基本原则选择分型面的基本原则：（1）保持塑料外观整洁；（2）分型面应有利于排气；（3）应考虑开模是塑料留在动模一侧；（4）应容易保证塑件的精度要求；（5）分型面应力求简单适用并易于加工；（6）考虑侧向分型面与主分型面的协调；（7）分型面应与成型设备的参数相适应；（8）考虑脱模斜度的影响11。3.1.3 分型面的选择打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面称之为分型面。分型面设计是型腔设计和第一步，它受塑件的形状、壁厚、外观、尺寸精度和模具型腔数目，排气槽及浇口（和形式）等诸多因素影响。分型面的选择原则：1） 分型面的数量和形状通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的方向，特殊情况下采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及脱模方便的原则。2） 型腔方位的确定在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止孔或侧凹，以免采用较复杂的模具结构。3） 确保塑件质量分型面应不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的部分放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度；要考虑脱模斜度造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。4） 有利于塑件的脱模由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。1、确定成型位置由于塑件结构简单,所以不用设计小型心,型腔直接开设在定模板和中间板上.采用两排各4个型腔分布.2、确定分型面采用单分型面注射模,从AA分型面一次分型,如下图所示:图3.1 分型面3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇注系统的组成浇注系统是将熔融的塑料从成型设备喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料。在设计注射模具的浇注系统应注意以下几项原则。（1）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。（2）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸多因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。（3）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。（4）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。3.2.2 注射模具主流道的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或是在此通道内冷凝的固体塑料。浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。本设计采用普通浇注系统。分流道主流道衬套主流道冷料穴 5浇口 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，断面为圆形，带有一定的锥度。其形状为圆锥形，便于塑料熔体按序顺利地向前流动。开模时主流道凝料又能顺利的拔出。主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，还可以影响塑件内在质量。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成。 1. 注流道圆锥角 =26，对流动性差的塑料可取 36 内壁粗糙度为Ra0.632. 主流道大端呈圆角，半径r=13mm,以减小料流转向过渡时的阻力。 3. 在模具结构允许在情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm,过长则会影响熔体的顺利充型。 4. 对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合在固定模板上，主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。 5. 主流道衬套一般采用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。 对于采用点浇口的三板式模具，若要采用推流道板使流道凝料自动坠落时，则浇口套与推流道板的滑动配合部分要有515的锥度，以保证使用安全，动作可靠。主流道主要参数如下： 主流道圆锥角 内壁粗糙度 主流道大端半径 主流道长度 L =70 主流道衬套材料 3.2.3 冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。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。综上所述，本设计采用与拉料杆匹配的冷料穴，其形状如下图： 冷料穴主要技术参数： 冷料穴直径： 冷料穴长度： 3.2.4 分流道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，起分流各转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个浇口时也要设置分流道。1. 分流道的截面形状 通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减小流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大，表面积小。因此可用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。 梯形分流道容易加工，且熔体的热量散发和流动阻力都不大，故选择梯形分流道。2. 分流道的尺寸 因为各种塑料的流动性有差异，分流道截面尺寸要根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率和分流道长度等到因素来确定。对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可通过以下经验公式确定分流道的直径： D=0.2654 式中，m流经分流道的塑料量（g） L分流长度（mm） D分流道直径（mm）对于黏度大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2-1.25的系数。3. 分流道布置 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与非平衡式两种。4. 分流道的设计要点A分流道对熔体的阻力要小，在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度要取小值，尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处要以圆弧过渡。B各型腔均衡进料，为此当塑件形状、大小相同时，各分流道的截面积和长度都要对称相等，各支分流道长度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能满足这点。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的逆件时，各分流道的截面积和长度要与塑件相对应。C. 表面粗糙度要求达到Ra0.8为佳。D分流道较长时，要在分流道的末端开设冷料井。E分流道的位置可单独开设在定模板或动模板上，也可同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道的截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性和塑件脱出方法。通常分流道多开设在模具一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。F分流道与浇口的连接外要加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动和填充。综上所述，本设计采用平衡式布置，通常四个型腔以下的H形和圆形排列能达到最佳的热平衡和塑料和流动平衡。在这套模具中，其分流道与浇口的连接如下图所示：3.2.5 浇口设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，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。其主要作用是： a. 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；b.较容易切除浇口凝料；c.对于多型腔模具，可以用平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道面积的3%-9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5-2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4。 （一）浇口的类型和特点 A.非限制性浇口 又称直浇口、直接浇口或注流道型浇口。在多型腔模中又称为进料口。在单型模腔中，塑料熔体直接流进型腔，因而压力损失小，进料速度快，成形比较容易，对各种塑料都能适应。它传递压力好，保压补缩作用强，模具结构简单紧凑，制造方便。但去浇口困难，浇口痕迹明显；浇口附近热量集中，冷凝较迟，易产生较大内应力，也容易产生缩孔或表面凹陷。它特别适于大型塑件、厚壁塑件和熔体粘度特别高的塑料品种成形。当浇口位置特殊，不能采用冲击型浇口时，也可以采用直接浇口。 B限制性浇口 型腔与分流道之间采用一段距离很短（约0.5-2mm）、截面积很小（约为分流道截面积的0.03-0.09）的通道相连接，此通道称为限制性浇口，它对浇口的厚度和快速凝固等可以进行限制。限制性浇口具有以下特点：1 塑料熔体通过此类浇口时，所受的剪切速率大，致使塑料熔体的表面粘度有所降低，有利于充模流动；2 塑料熔体通过此类浇口时，受到的磨擦作用强，一部分动能转化为热能，使塑料熔体温度略有上升，从而增加了熔体的流动性；3 塑料熔体通过小浇口时，压力损失大，降低了型腔的压力，有利于模具锁紧；4 浇口处截面尺寸较小，熔体容易凝固，补料时间好控制，减小了由于长时间补料造成的内应力；本塑件采用限制性浇口中的侧浇口：特点：由于该塑件外观质量要求较低，浇口的位置尽量使模具结构简单，根据塑件形状结构分析以及出件数量，故将浇口设计成侧浇口，侧浇口一般开在分型面上，为了便于去除浇口废料，将浇口选为底面进料。 （二）浇口位置的选择：浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点：1 浇口应开设在能使型腔各个角落同时充满的位置2 浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩3 浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排出4 浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。5 对于带细长型芯的模具，用中心顶部进料方式以避免型芯受冲击变形。单对于中小型塑件来说取后度t=0.52mm,宽度取1,55mm，端面进料的搭接式侧浇口，搭接部分的长度，浇口长度可适当加长，取进料位置的选择，根据塑料件分型面以及型腔的安放方式，将进料位置设置在塑件底部。第4章 成型零件的设计4.1 模具型腔的结构设计型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合式。型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工，特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上。这里选择整体式型腔。在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承受的力大体有合模时的压应力、注射过程中塑料流动的注射压力、浇口封闭前一瞬间的压力保证和开模时的压应力，但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在变化。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变形。因此型腔壁厚和底板的计算和选择是十分重要的。（1）型腔侧壁厚度的计算按强度计算其壁厚S按下列公式计算 式中 型腔材料的许用应力，=156.8MPa p型腔内单位平均压力，P=38.4MPar型腔内半径，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的计算按强度计算其壁厚H按下面公式计算 式中 型腔材料的许用应力，=156.8MPa p型腔内单位平均压力，P=38.4MPar型腔内半径，r=10mm代入公式得：H=5.5mm4.2 型芯的结构设计型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式。4.3 成型零件的尺寸确定（1）型腔尺寸计算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取负偏差，再加上-1/4的磨损量，而型芯深度则再加上-1/6的磨损量，这样的型芯的计算尺寸的表述如下。（a）型腔的径向尺寸的计算式： 式中 D0型芯的最小基本尺寸； 塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收缩率，S=0.02；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按1/4选取；（b）型腔的深度根据尺寸的计算公式 式中 型腔深度的最小尺寸； 塑件的最大基本小尺寸；S塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按1/4选取；（2）型芯尺寸的计算型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸,因此应选择塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨损量,而型芯高度则加上+1/6的磨损量.型芯的计算尺寸表达如下。（a）型芯的径向尺寸的计算式： 式中 型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸；S塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按1/4选取；根据公式计算得型芯的径向尺寸： （b）型芯的高度尺寸的计算： 式中 型芯高度的最大尺寸； 塑件内形深度的最小尺寸；S塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按1/4选取；根据公式计算得型芯的高度尺寸：（一）、凹模的结构设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓。 其结构形式分为：整体式凹模和组合式凹模。本设计采用整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。（二）、凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和分体式两种类型。组合式凸模又分为整体装配式和镶件组合式。 本设计采用整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。（三）、成型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接构成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长度和宽）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“-”，制品内腔尺寸公差取正值“+”，而制口中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取“”。 模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即=（），而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+，”，型腔尺寸不断减小则取“-，”，中心距尺寸取“”。 模具的磨损：实践证明，对于一般中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，即=，对于大型塑件则可取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量=0。 塑件的收缩率：成型后的收缩率与多种因素的关，通常按平均收缩率计算。 S= 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力和模具分型面平面的影响，会导致动模、定模注射时存在一定的间隙。一般当模具分型面平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般为0.020.1mm。 PP：由S=0.6, S=1.4，则 S=1% =，公差由塑料模具技术手册表2-37，SJ1372公差数值表查。成型零部件工作尺寸的计算：型腔内形尺寸：由型腔内型计算公式 算出型腔内形尺寸为：型芯外形尺寸：由型芯外形尺寸计算公式算出型芯尺寸分别为：，型腔深度尺寸：有型腔深度尺寸计算公式算出型腔深度尺寸为型芯深度尺寸：算出型芯深度尺寸分别为，中心尺寸： 有中心尺寸计算公式算出中心尺寸为4.4模体设计模体也称模架，是注射机的骨架和基本，模具的每一部分但寄生其中，通过他把模具的每一部分有机的联系在一起。模架一般由定模座（或叫定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模固定板（或叫型芯固定板）、支撑板（或叫动模垫板）、垫块（或叫垫脚、模脚）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。另外，根据需要，还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带脱模板的模架。固定板与支撑板固定板有动模固定板（或型芯固定板）与定模固定板以及推杆固定板，其作用是用来固定型芯（或凸模）、凹模、导柱、导套、推杆等，因此要有一定发厚度及强度。一般用45号钢制成，最好经调质235HB。支撑板是垫在动模固定板下面的平板，其作用是防止型芯（凸模）、导柱、导套脱落，并承受一定的弯曲应力，因此应具有较高的平行度和硬度。一般用45号钢，经热处理235HB，或50、40Gr、45Mn2经调质235HB，或直接用Q235Q275。支撑件垫块（支撑块）：它是用来连接支撑板与动模座板的零件。其作用有两点。一是形成推出机构的行程空间，二是调节模具的总厚度，以适应注射机的 模具安装厚度要求。垫块的机构形式有平行垫块和拐角垫块（又称模脚），但为了加工容易，一般使用前者。垫块一般用中碳钢制成，也可用A3钢，或HT200、球铁等。 垫块的高度一般为： =110mm 式中，h推出塑件应推出的高度（mm）；h推固为推杆固定板的厚度（mm）；h推板为推板厚度（mm）；h挡销为挡销的长度（mm）；模具组装时，应注意垫块高度应一致，否则由于负荷不均会造成动模板损坏。 垫块与动模座板或支撑板之间直接连接时，一般不需设定位销，但三者之间才用间接连接时，要用螺钉与定位销连接。第5章 顶出机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱出机构（或称推出机构、顶出机构）。 设计脱模机构时，应遵循以下原则：（1） 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。（2） 保证塑件不变形、不损坏。（3） 保证塑件外观良好。（4） 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，完成脱模动作。 根据以上原则，在模具上设计顶杆的大小与位置，顶杆就是脱模推出机构，即将塑件从型芯上顶出。顶杆见零件图，顶出时受力均衡，直径都为。 顶出行程计算： 式中 所需顶出行程 型芯成型高度 e 顶出行程富裕量（mm） =12+5=17（mm）所需开模行程计算 式中 开模行程（mm） 塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度（mm） 动定模型芯突出分型面的高度总和（mm） e 取件及取出浇注系统凝料的开模行程富裕量（mm） 顶出机构的分类：按驱动方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、启动顶出。按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。（1）推出机构的结构组成 在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在成型设备上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。（2）结构分类手动推出、机动推出、液压或气动推出。（3）结构设计要求塑件留在动模,塑件在推出过程中不变形、不损坏,不损坏塑件的外观质量,合模时应使推出机构正确复位,动作可靠。（4）结构设计（a）推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，因此在生产中广泛应用。 但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。（b）推管推出机构推管推出机构是用来推出圆筒形、环形塑件或带有孔的塑件的一种特殊结构形式，其脱模运动方式和推杆相同。由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑件，推出塑件的力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。（c）推件板的推出机构凡是薄壁容器、壳形塑件以及表面不允许有推出痕迹的塑料制品，可采用推件板推出推件板推出机构义称顶板顶出机构，它由一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆组成。 特点：推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。但是对于截面为非圆形的塑件，其配合部分加工比较困难。 （d）活动嵌件及凹模推出机构有一些塑件由于结构形状和所用材料的关系，不能采用推杆、推管、推件板等简单推出机构脱模时，可用成形嵌件或型腔带出塑件。（5）顶出机构的设计原则： 塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在选择顶出形式和顶出位置时必须考虑到的问题。一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不显眼的位置。注射设备的顶出装置都设计在动模一侧，因此，在一般情况下开模时，尽量设计使塑件留在动模一侧，以便于顶出塑件。这在分型面的选择时就应充分考虑。在实践中如果出现塑件并没有留在动模侧的情况时，可设法增加动默一侧的阻力，一是将型芯的脱模斜度变小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影响塑件使用的前提下，在型芯侧面人为的开设横凹槽、凹窝等脱模障碍，以增大动模的阻力。在特殊情况下必须使塑件留在定模时可采用定模顶出机构。 塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在选择顶出形式和顶出位置时必须考虑到的问题。一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不显眼的位置。顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。 顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部件，尽量避免顶出力作用于最薄的部位，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤。顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。第6章 冷却系统的设计塑料注射模温调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。实际上模温设计恰当与否，直接关系到生产成本与经济效益。 冷却时间的确定： 在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满欣腔起的可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一段时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准。这段冷却时间一般占整个注射生产周期的80。由以下式可计算： t=s/.a ln4/ . （Ts-Tm）/（TE-TM） a 塑件热扩散系数（m/s），查表3 s 制品壁厚（mm） t= 0.9/x9.6x10 -4 /360 x 4/ x （230-50）/（80-50） =1.8 S表3塑件名称热扩散系数a（m.h -1 ）ABS9.6x10尼龙3.9x10 表4塑料名称TS（）TM（）TE（）PS200500406060100AS200260406060100ABS200260406060100PE150250507070110 冷却系统的设计原则：1、 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。2、 冷却水孔的数量约多，孔径约大，则对塑件的冷却效果约均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍（常位1215mm），冷却水孔中心距约为水孔直径的35倍，水孔直径约为812mm。3、 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔、距离要小，但也不应小于10mm。4、 浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此要加强浇口处的冷却。即冷却水从浇口附近流入。5、 因降低进水与出水的温差。如果进水与出水温差过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温差不大于5。模具工作零件部分中，下模板零件比较多，不好设置冷却管道，上模板只有凸模，浇口也在凸模中，因此冷却管道就可设在上模板中； 冷却系统的计算：表5冷却水管直径d（mm）最低流速v（m/s）冷却水体积流量v（m/min81.665.0 x 10 -3101.326.2 x 10 -3121.107.4 x 10 -3150.879.2 x 10 -3200.6612.4 x 10 -3第7章 排气系统在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡， 除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于ABS隔弧板注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。第8章 成型设备有关参数校核1、模具闭合高度的确定根据零件数据测量确定： H=618mm2、 注射机有关参数的校核本模具的外形尺寸为900710，XS-ZY-4000型注射机模板最大安装尺寸为9501050；故能满足模具的安装要求。经验证，XS-ZY-4000型注射机能够满足使用要求，故可以采用XS-ZY-4000型注射机注射量/cm34000注射时间/t6螺杆直径/mm130注射方式螺杆式注射压力/MPa106合模力/KN10000注射行程/mm370最大成型面积/cm23800螺杆转速r/min16，20，32，41，51，74移模行程/mm10
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