DVD遥控器前盖注塑模设计【优秀含7张CAD图纸+塑料模具全套毕业设计】
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!【详情如下】【注塑塑料模具课题】CAD图纸+word设计说明书.doc[24000字，66页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
A0总装图.dwg
A1动模镶件1.dwg
A2动膜镶件2.DWG
A3-4张.dwg
A3斜顶-4张.dwg
塑件图.DWG
定模镶件.DWG
设计说明书.doc[24000字，66页]
中期检查表.doc
实习日记和实习总结.doc
开题报告.doc
摘 要.doc
注塑模具英文翻译.doc
设计任务书.doc
注射模的组成简介4
1.3 注射成型性能分析6
1.4 所选用的塑件材料种类7
1.5 PS的注射成型工艺9
1.6 塑件可能产生的缺陷及相应的消除措施10
2 拟定模具结构形式11
2.1 确定型腔数量及排列方式11
2.2 模具练构彂式的桮定11
3 注塑机型号的确定13
3.1 偑件计算13
3.2 注射机型号的确定13
3.3 注射机及型腔数量的校核14
4 塑件分型面位置的确定16
4.1 分型面的形式16
4.2 分型面选取的原则16
5 浇注系统设计17
5.1 浇注系统设计原则17
5.2 主流道的设计17
5.3 主流道衬套设计18
5.4 冷料井的设计19
5.5 分流道的设计20
5.6 浇口设计21
5.7 浇注系统的平衡24
6模架和标准件的选用25
6.1 定模板25
6.2 定模固定板26
6.3 动模固定板26
6.4 垫块26
6.5 动模座板26
6.6 标准模架26
7合模导向机构的设计28
7.1 导向机构的功用28
7.2 导向机构的总体设计28
7.3 导柱和导套设计29
7.4 导柱和导套材料的选择30
8推出机构及脱模机构的设计32
8.1 推出脱模机构的设计原则32
8.2 制品推出的基本方式32
8.3 该塑件的推出机构设计33
8.4 推出机构的布置33
8.5 数控编程加工33
9侧面分型与抽芯的设计计算36
9.1 侧向分型与抽芯机构的分类36
9.2 斜滑块的导滑形式36
9.3 设计要点36
10 成型零件的设计计算38
10.1 定模结构设计38
10.2 动模结构设计40
10.3 成型零件钢材选用42
10.4 成型零件工作尺寸计算43
10.5 侧向抽芯零件工艺编程45
11 排气系统设计47
11.1 排溢设计47
11.2 引气设计47
11.3 排气系统设计47
11.4 该套模具的排气方式47
12 调温系统的设计计算49
12.1 冷却系统49
12.2 冷却介质49
12.3 冷却装置的理论计算49
12.4 冷却装置的结构形式51
13 模具工作过程52
参考文献54
致谢55
附录56
前 言
当前国内塑料模具发展的巨大空间以及发展趋势
近年来我国塑料模具业发展的相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右的产值。当前国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30％ ，塑料管的普率将达到50％，这些都将大大增加对塑料模具的需求。
目前，全世界模具的年产值约为65O及亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。近几年来，虽然我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是：
— — 大力普及、广泛应用CAD／CAE／CAM技术，逐步走向制造集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术与人员、管理的集成。
— — 逐步掌握大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，减少模具的进口量、增加模具的出口量。
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届毕业设计说明书 DVD 遥控器前盖注塑模设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 讲师 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型 完成时间： 5 月 目录 nts 前言 .1 TOC o 1-2 h z u 1 塑件成型工艺分析 . 3 1.1 塑件（ DVD 遥控器前盖）分析 . 3 注射模的组成简介 4 1.3 注射成型性能分析 . 6 1.4 所选用的塑件材料种类 . 7 1.5 PS 的注射成型工艺 . 9 1.6 塑件可能产生的缺陷及相应的消除措施 . 10 2 拟定模具结构形式 . 11 2.1 确定型腔数量及排列方式 . 11 2 模具练构彂 式的桮定 . 11 3 注塑机型号的确定 . 13 3.1 偑件计算 . 13 3.2 注射机型号的确定 . 13 3.3 注射机及型腔数量的校核 . 14 4 塑件分型面位置的确定 . 16 4.1 分型面的形式 . 16 4.2 分型面选取的原则 . 16 5 浇注系统设计 . 17 5.1 浇注系统设计原则 . 17 5.2 主流道的设计 . 17 5.3 主流道衬套设计 . 18 5.4 冷料井的设计 . 19 5.5 分流道的设计 . 20 5.6 浇口设计 . 21 5.7 浇注系统的平衡 . 24 6 模架和标准件的选用 . 25 6.1 定模板 . 25 6.2 定模固定板 . 26 6.3 动模固定板 . 26 6.4 垫块 . 26 nts 6.5 动模座板 . 26 6.6 标准模架 . 26 7 合模导向机构的设计 . 28 7.1 导向机构的功用 . 28 7.2 导向机构的总体设计 . 28 7.3 导柱和导套设计 . 29 7.4 导柱和导套材料的选择 . 30 8 推出机构及脱模机构的设计 . 32 8.1 推出脱模机构的设计原则 . 32 8.2 制品推出的基本方式 . 32 8.3 该塑件的推出机构设计 . 33 8.4 推出机构的布置 . 33 8.5 数控编程加工 . 33 9 侧面分型与抽芯的设计计算 . 36 9.1 侧向分型与抽芯机构的分类 . 36 9.2 斜滑块的导滑形式 . 36 9.3 设计要点 . 36 10 成型零件的设计计算 . 38 10.1 定模结构设计 . 38 10.2 动模结构设计 . 40 10.3 成型零件钢材选用 . 42 10.4 成型零件工作尺寸计算 . 43 10.5 侧向抽芯零件工艺编程 . 45 11 排气系统设计 . 47 11.1 排溢设计 . 47 11.2 引气设计 . 47 11.3 排气系统设计 . 47 11.4 该套模具的排气方式 . 47 12 调温系统的设计计算 . 49 12.1 冷却系统 . 49 12.2 冷却介质 . 49 nts 12.3 冷却装置的理论计算 . 49 12.4 冷却装置的结构形式 . 51 13 模具工作过程 . 52 参考文献 . 54 致谢 . 55 附录 . 56 nts 1 前 言 当前国内塑料模具发展的巨大空间以及发展趋势 近年来我国塑料模具业发展的相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右的产值。当前国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对 模具工业提出了越来越高的要求， 仅汽车行业将需要各种塑料制品 36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到 2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30 ，塑料管的普率将达到 50，这些都将大大增加对塑料模具的需求。 目前，全世界模具的年产值约为 65O及亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。近几年来，虽然我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。未来我国模具工业和技术的主要发展方 向将是： 大力普及、广泛应用 CAD CAE CAM技术，逐步走向制造集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术与人员、管理的集成。 逐步掌握大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，减少模具的进口量、增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术以满足特殊产品的成型需要。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。目前我国模具商品化、标准化率均低于 30 ，而先进国家均高于 70，每年要从国外进口相当 数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3一 8。 发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，在较短的时间内设计并制造出产品的原型与模具，降低成本迅速推向市场。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。 该设计的目的与意义 四年的大学学习生活即将结束，在走上工作岗位之前的毕业设计作为这四年所学知识的一次综合运用，有着重要的意义，同时也是对这四年所学的一次全面整体检验 。 本次设计是对 DVD 遥控器前盖塑件进行注射模设计（反求），包括了对塑件产品的nts 2 工艺分析、塑料性能分析、模具的整体结构设计与计算等等。首先是根据塑件实物对塑件产品进行 Pro/E 建模和 Auto CAD 测绘，并进行产品相关性能的计算机仿真分析，然后以 Pro/Engineer Wildfire 2.0 软件为平台进行模具的总体结构以及相关零部件的设计与装配，最后用 Auto/CAD 软件将该套模具的总装图与主要零部件进行了绘制，故在保证设计质量的同时与传统的设计方法相比速度也有所提高，设计思路及要求符合现代模具设计的潮流 和未来的发展方向。 在设计过程中，遇到了不少难题，但通过查阅相关资料以及和同学讨论，尤其是指导老师细心指引，最终都一一克服了。但由于本人学识水平和专业素养不够高，欠缺实际设计经验，所以这次设计还是在摸索当中进行的，设计中肯定还会有不完善的地方，谬误之处在所难免，恳请老师们不吝指正。 nts 3 1 塑件成型工艺分析 1.1 塑件（ DVD 遥控器前盖）分析 1.1.1 制件模型 （平均壁厚 1.5mm，尺寸数据详见塑件零件图） 图 1 塑件零件 1.1.2 完成 Pro/E 塑件 3D 建模塑件表面积及重心位置分析 体积 = 2.3934741e+04 毫米 3 nts 4 曲面面积 = 4.6456421e+04 毫米 2 密度 = 1.0500000e-09 公吨 / 毫米 3 质量 = 2.5134478e-05 公吨 根据 _PRT0001 坐标边框确定重心 : X Y Z 9.3987867e+00 -4.9379076e-02 1.0703648e+00 毫米 相对于 _PRT0001 坐标系边框之惯性 . (公吨 * 毫米 2) 惯性张量 Ixx Ixy Ixz 9.4162170e+07 1.3327126e+04 -2.9276143e+05 Iyx Iyy Iyz 1.3327126e+04 8.6382232e+07 -3.9751835e+04 Izx Izy Izz -2.9276143e+05 -3.9751835e+04 1.2335565e+07 重心的惯性 (相对 _PRT0001 坐标系边框 ) (公吨 * 毫米 2) 惯性张量 Ixx Ixy Ixz 9.4134449e+07 2.1215915e+03 -4.9864824e+04 Iyx Iyy Iyz 2.1215915e+03 8.4221715e+07 -4.1027958e+04 Izx Izy Izz -4.9864824e+04 -4.1027958e+04 1.0202650e+07 主惯性力矩 (公吨 * 毫米 2) I1 I2 I3 1.0202598e+07 8.4221737e+07 9.4134479e+07 从 _PRT0001 定位至主轴的旋转矩阵 : 0.00059 -0.00022 -1.00000 0.00055 1.00000 -0.00022 1.00000 -0.00055 0.00059 从 _PRT0001 定位至主轴的旋转角 (度 ): 相对 x y z 的夹角： 0.000 -89.964 0.000 相对主轴 R1 R2 R3 的回旋半径： 2.0556372e+01 5.9061325e+01 6.2440367e+01 毫米 1.2 注射模的组成简介 注射模一般均可分为动模和定模两大部分。注射充模时动模和定模闭合，构成型腔和浇注系统；开模时动模和动模分离，取出制件。 定模安装在注射机的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能，可由以下多个系统或机构组成。 nts 5 1.2.1 成型零件 是指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、 镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓形状和尺寸。 1.2.2 浇注系统 将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。 1.2.3 导向与定位机构 为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。深型腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位。有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。 1.2.4 脱模机构 是指在开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。 1.2.5 侧向分型抽芯机构 带 有侧凹或侧孔的塑件，在脱模之间，必须先进行侧向分型或拔出侧向凸模或抽出侧型芯，保证塑件侧凹或侧孔结构不被损坏。 1.2.6 温度调节系统 为了满足注射成型工艺对模具温度的要求，模具应设有冷却或加热的温度调节系统。模具的冷却，一般是在模板内开设冷却水道，加热则是在模具内或周边安装点加热元件，有的注射模须配备模温自动调节装置。 1.2.7 排气系统 为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出，通常在分型面处开设排气槽。小型腔的排气量不大，可直接利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间间隙排气。大型 注射模具还须预先设置专用排气槽。 nts 6 1.3 注射成型性能分析 1.3.1 注射成型可行性分析 塑料注射模塑能一次性地成型形状复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制品。在注射模设计时必须充分注意以下三个特点： a. 塑料熔体大多属于假塑性流体，能剪切变稀。它的流动性依赖于物料品种、剪切速率、温度和压力。因此须按其流变特性来设计浇注系统，并校验型腔压力及锁模力。 b. 视注射模为承受很高型腔压力的耐压容器。应在正确估算模具型腔压力的基础上，进行模具的结构设计。为保证模具的闭合、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠进行 ，模具零件和塑件的刚度与强度等力学问题必须充分考虑。 c. 在整个成型周期中，塑件 模具 环境组成了一个动态的热平衡系统。将塑件和金属的传热学原理应用于模具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和最佳经济指标的实现。 1.3.2 注射成型工艺的可行性分析 （ 1） 塑件外观 观察该塑件，形状复杂，壁厚不均，尺寸精度要求较高，而且有较高的表面质量和尺寸稳定性的要求，因此对模具和设备的要求也较高。而注射成型方法有如下几个优点： a:形状：几乎没有复杂性限制，容许模具内有不同塑料的成型型腔； b:尺寸：塑件可小到 不足 1克，大到几十千克，没有限制； c:材料：在一定温度范围内具有适宜流动性的热塑性塑料； d:精度：可注射高精度的塑件，有较好表面质量和尺寸稳定性； e:生产率：中等，循环时间主要由塑件壁厚决定，最短可在十几秒内，可增加每模的型腔数来提高生产率。 由以上塑件的特点和注射成型工艺的优点，分析可知：该塑件适合于采用注射成型方法。 （ 2） 表面粗糙度 由塑件外观可知，塑件的外表面要求较高，因此其表面粗糙度取 Ra0.4mm，而其内表面由于是遥控器的内部，为顾客视线所不及，故不影响其外观视觉质量，从简化加工工艺和节 约成本考虑，其内表面选用的表面粗糙度为 Ra0.8mm。一般情况下，模具粗糙度低于塑件 1 2 个等级，故取型腔表面粗糙度为 Ra0.2um，而型芯表面粗糙度为Ra0.6um。 nts 7 （ 3）尺寸精度 按 GB/T14486 1993 标准，模塑件尺寸精度分为 7级。该塑件所用材料为聚苯乙烯（ PS） ,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用 4 级精度。零件具体尺寸及其公差值可详见零件图。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相关，尤以小型精密塑件为甚。从模具制造精度对塑件精度的影响可知，模具制造允许误差和塑件尺寸公差之间具有对应的关系， 由塑件零件图可得，模具精度等级为 IT8。 （ 4） 脱模斜度 该塑件采用的塑料是 PS，而 PS 的成型收缩率较小（ 0.2-0.6%），而且塑件较复杂，对型芯的包紧面积也较大，所以应取较大的脱模斜度。为保证壁厚的均匀一致，因此取塑料件的内外表面的脱模斜度一致。再由零件设计图纸要求可知 10。 （ 5） 壁厚 由图纸可知，该塑件有许多中不同的壁厚，如 2mm、 1.5mm、 1mm、 0.8mm 等。壁厚不均匀，这就造成塑料熔体的充模速率和冷却收缩不均匀，并由此产生许多质量问题。如凹陷、真空包、翘曲、甚至开裂。为防止此类现象出 现，这就要求防止出现突变与截面厚薄悬殊的设计，故在壁厚不同处采取过渡设计，例如：采用圆弧过渡等措施。 （ 6）加强筋 观察塑件可知，该塑件内侧设计了很多加强筋，加强筋的尺寸为顶部 0.5mm，根部为 0.7mm。这对提高塑料件的抗弯强度，减小塑料件的翘曲变形，提高抗蠕变和抗冲击性能有好处，同时，加强筋的设计改善了塑料熔体的充模流动、缩短了流程、增大了的截面积。 （ 7）圆角 从塑件可知，该塑件内外表面的转折处加强筋的根部等处都设计了圆角，不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且减少了流动阻力，改善了塑 料熔体的充模性能。同时也降低了成型件的局部残余应力，可防止翘曲和开裂，也使塑料件外形美观流畅。而且成型模具型腔也因此有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。 1.4 所选用的塑件材料种类 抗冲击型聚苯乙烯（ PS，英文名： Polystyrene） nts 8 1.4.1 塑料分子结构式 nCHCH H比重： 1.05 克 /立方厘米 成型收缩率： 0.6-0.8% 成型温度： 170-250 1.4.2 主要技术指标 表 1 塑件材料主要技术指标 密度 g/cm 1.05 弹性模量 MPa 2.8 3.510 比容 cm/g 0.94 0.96 抗弯强度 MPa 61 98 吸水率 %（ 24h） 0.03 0.05 硬度 HB M65 80 收缩率 % 0.5 0.6 体积电阻率 .cm e+16 熔点 131 165 击穿电压 Kv/mm 19.7 27.5 抗拉屈服强度 MPa 35 63 冲击强度 kJ/m 缺口 0.54 0.86 聚苯乙烯的分子链上有结构庞大的苯环，故柔顺性差，质地脆硬，抗冲击性能差，敲打时发出类似金属的响声。 聚苯乙烯属于非 结晶型聚合物，机械强度低于硬质聚氯乙烯，尤其是相对分子量较小的品种强度更差。 聚苯乙烯具有良好的可塑流动性和较小的成型收缩率，是成型工艺最好的塑料品种之一，容易制得形状复杂的制品。 聚苯乙烯无色透明，透光性仅次于有机玻璃，容易着色，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品。 聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿的环境中尺寸变化很小，适用于制造要求尺寸稳定的制品，如仪表仪器壳体等。 聚苯乙烯具有优良的电绝缘性能，尤其是在高频条件下的介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。聚苯乙烯的主要缺点是脆性大，形状复杂的制品成型后 存在较大的内应力时，常会在使用中自行开裂。为改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明显降低脆性，提高冲击韧性，这种塑料即为抗冲击型聚苯乙烯。 1.4.3 物料性能 电绝缘性能 (尤其是高频绝缘性能 )优良 ,无色透明 ,其透光率仅次于有机玻璃nts 9 （ PMMA） ,着色性、耐水性、化学稳定性良好 ,强度一般 ,但质脆 ,易产生应力脆裂 ,不耐苯、汽油等有机溶剂，适于制作绝缘透明件、装饰件及化学仪器、光学仪器、电器、仪表壳等零件。 1.4.4 成型性能 （ 1）无定形料 ,吸湿小 ,成型前可无须干燥 ,不易分解 ,但热膨胀系数大 ,易产生内 应力、流动性较好 ,可用螺杆或柱塞式注射机成型。 （ 2）宜用高料温 ,高模温 ,低注射压力 ,延长注射时间有利于降低内应力 ,防止缩孔、变形。 （ 3）可用各种形式浇口 ,浇口与塑件圆弧连接 ,以免去除浇口时损坏塑件。 （ 4）脱模斜度大 ,顶出均匀、塑件壁厚均匀 ,最好不带镶件 ,如有镶件应预热。 1.4.5 注射成型的特点 ：无定形料，吸湿性小，不易分解，易脆裂，热膨胀系数大，易产生内应力； ：流动性好，溢边值 0.03左右，应防止飞边； ：塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，（如有嵌件应先预热），缺口，尖角应圆弧连接； ：可用螺杆式或柱塞式注射机加工，喷嘴可以选用直通式或自锁式； ：易采用高料温，低模具温度，低注射压力延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔，变形（尤其对厚壁塑件），但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性较差； ：可以采用各种形式的浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度宜取 2 以上，塑件顶出均匀，以防止脱模不良而发生开裂。 1.5 PS 的注射成型工艺 1.5.1 注射成型工艺过程 （ 1）预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 注射 保压 冷却 脱模 塑件送 下工序 （ 2）清理模具 涂脱模剂 合模 注射 1.5.2 PS 的注射成型工艺参数 （ 1）注射机：螺杆式 nts 10 （ 2）螺杆转速（ r/min）： 48 （ 3）预热和干燥温度（ ）： 60/75 时间（ h ） 2 （ 4）料筒温度（ ）： 中段 170/190 后段 140/160 （ 5）模具温度（ ）： 32/65 （ 6）注射压力（ MPa）： 60/110 （ 7）成型时间（ s ）： 注射 15/45 高压 0/3 冷却 15/60 成型周期 40/120 （ 8）后处理（成型后的制品应置于红外线灯下或鼓风烘箱内）： 温度（ ） 70 时间（ h ） 2/4 1.6 塑件可能产生的缺陷及相应的消除措施 缺料（注射量不足）、气孔、溢料飞边、熔接痕强度低、表面硬度、强度不足等等； 以上缺陷可以酌情采取加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴尺寸、增大注射压力、提高模具温度等措施予以消除。 nts 11 2 拟定模具结构形式 2.1 确定型腔数量及排列方式 一般来说，精度要求高的小型塑件和大、中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具，可以提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。设计时还应注意以下几点： a. 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均衡和稳定； b. 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象； c. 尽量使型腔排列得紧凑，以减小模具的外形尺寸。 2.2 模具结构形式的确定 a.多型腔单分型面模具：塑件外观质 量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 b.多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。 该塑件外观质量要求较高，并可以看出分型面的位置、塑件推出机构的痕迹，浇口宜采用潜伏式浇口。 由以上分析初步拟定采用一模两腔，排列方式如下图： nts 12 图 2 模具结构 nts 13 3 注塑机型号的确定 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形 尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整，避免出现质量事故 。 3.1 塑件计算 (1)该塑件的体积为： V1=23.93（ cm） 质量为： m1=25.13g (2)流道凝料的体积约为： V2=23.93 0.6 2 =28.7（ cm） 质量为： m2=1.05g/cm 28.7 cm=29.5g (3)该模具单次注射所需塑料 PS 的总体积约为： V0= V1 2+ V2 =76.56（ cm） 总质量为： m0=m1 2+ m2=79.76 g (4)注射机的公称注射量约为： V 公 0.8V 0=94.45（ cm） 3.2 注射机型号的确定 根据以上分析计算以及 文献 10中 表 9.9 3，可选用型号为 SZ 200/120 的注射机，其技术规范及特性如下： 螺杆直径 (mm)： 40/42 最大理论注射容量 (cm3)： 200 塑化能力：（ g/s） 55/70 注射压力 (MPa)： 150/165 注射 行程： 160 锁模力 (KN)： 1200 模具定位孔直径 (mm)： 125 最大模具厚度 H(mm) 400 最小模具厚度 H1(mm)： 230 移模行程： 350 nts 14 喷嘴圆弧半径 R(mm)： SR15 喷嘴移动距离 (mm)： 210 螺杆转速： 0/220 3.3 注射机及型腔数量的校核 (本节所用公式均出自文献 10) 3.3.1 型腔数量的校核 a.由注射机料筒 塑化速率校核型腔数量 n： 1 23600/MMK M Tn （ 1） 上式右边 =5.80 2 （符合要求） 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8； M 注射机的额定塑化能力（ g/h）； T 成型周期 ； M2 浇注系统所需塑料相应的质量或体积（ g 或 cm）； M1 单个塑件相应的质量或体积（ g或 cm）。 b.按注射机的最大注射量校核型腔数量 n： 1 2MMKMn n （ 2） 上式右边 =5.2 2（符合要求） 式中， Mn 注射机允许的最大理论注射容量（ g或 cm） c.按注射机的额定锁模力校核型腔数量 n： 1 2pApAFn (3) 上式右边 =4.7 2（符合要求） 式中， F 注射机的额定锁模力（ N） A1 单个塑件在模具分型面上的投影面积（ mm） A2 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ mm） p 塑料熔体对型腔的成型压力（ MPa），一般是注射压力的 80% nts 15 3.3.2 注射机的校核 a.注射 压力的校核：该注射机的注射压力为 150/165MPa，而 PS 的注射压力为60/110MPa，所以能够满足要求。 b.注射量以及锁模力在上面已经校核，符合要求。 c.模具厚度的校核：模具厚度 H必须满足： Hmin max 该模具厚度为 H=32+63+81+120+32 =330mm（符合要求） 式中， Hmin 注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距 Hmax 注射机允许的最大模厚 d.开模行程的校核： Smax S=H1+H2+5 10 上式右边 S=10+100+10 =120mm（符合要求） 式中， Smax 注射机最大开模行程（ mm） H1 推出距离（凸模高度）（ mm） H2 包括浇注系统在内的塑件高度（ mm） nts 16 4 塑件分型面位置的确定 分型面指的是打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的模具面，分型面的位置直接影响成型零部件的外观和质量，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。一副完整的模具根据需要可以有一个或两个以上的分型面，分型面可 以与开模方向垂直，也可以与开模方向平行或倾斜。 4.1 分型面的形式 分型面的形式根据其位置或形状有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面等等。 4.2 分型面选取的原则 不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品； 1.有利于保证塑件的精度要求； 2.有利于模具加工，特别是型腔的加工； 3.有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计； 4.便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 由以上分析，对于该模具选择主分型面如下图所示： 1斜推杆 2定模镶件 3动模镶件 2 图 3 模具主分型面 nts 17 5 浇注系统设计 浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道，其作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔当中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此，浇注系统显得相当重要。 一般浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。本次设计的模具采用普通流道浇注系统，其结构包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。 5.1 浇注系统设计原则 1.考虑 型腔布局。 2.热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量小、少，表面粗糙度要低。 3.均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。 4.塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。5.消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的 “ 冷料 ” 。 6.排气良好。 7.防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。 8.保证塑件外观质量。 9.较高的生产效率。 10.塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。 5.2 主流道 的设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动流道。 5.2.1 设计要点 (1) 主流道圆锥角 =2 6 ，对流动行差的塑料可取 3 6 ，内壁粗糙度为 Ra 0.63m 。 (2) 主流道大端呈圆角，半径 r=1 3 ，以减少料流转向过度时的阻力。 (3) 在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于 60 ，过长则会影响容体的顺利充型。 nts 18 (4) 对于小型模具可将主流衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合 固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6 过盈配合，与定位圈的采用 H9/f9 的间隙配合。 (5) 主流道衬套一般选用 T8、 T10 制造，热处理后硬度 52 56HRC。 5.2.2 基本设计计算 （公式由文献 9） （ 1） 主流道小端直径 d=(注射机喷嘴直径 )+0.5 1 =3.5+0.5 1 取 d =5（ mm） （ 2）主流道球面半径 SR=12+2 3 取 SR=15（ mm） （ 3）球面配合高度 h=3 5 取 h=4（ mm） （ 4）主流道长度 L，由标准模架及该模具的结构， 取 L=28+35+h1 =72（ mm） （ 5）主流道大端直径 D=d+2Ltg（ / ）（取 =3 ） 7.04 取 D=7（ mm） 得： L 公 72+h+3 取 L 总 =80（ mm） 5.3 主流道衬套设计 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材质性能要求较严，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，一般采用碳素工具钢，如： T8A、 T10A 等，热处理硬度为53 57HRC。主流道衬套和定位圈设计成整体式，用于小型模具，中大型模具设计成分体式。但由于该模具流道较长，设计成分体式较宜。 nts 19 其结构形式如下图所示： 1 2345671.定位圈 2.浇口套 3.定模座 4.定模板 5.定模镶件 6.动模镶件 2 7.动模镶件 1 图 4 主流道衬套 5.4 冷料井的设计 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可能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 10 25mm 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型性能不佳，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 料井（冷料穴）。 5.4.1 主流道冷料井 开模时应将主流道中的冷凝料拉出来，冷料井的深度约为直径的 1 1.5 倍。 该模具冷料井结构如下： nts 20 1.主流道凝料 2. 浇口套 3.分流道凝料 4. 动模镶件 1 5. 拉料杆 图 5 模具冷料井结构 5.4.2 分流道冷料井 当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流 道冷料井，以储存冷料前锋，其长度为分流道直径的 1.5 2倍。 5.5 分流道的设计 在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、 U 形、半圆形及矩形等。 分流道最理想的设计就是把流动的熔融塑料在流道中的压降降到最小，在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的，但加工相对不便。 5.5.1 分流道的形状及尺寸 （公式由文献 10） （ 1）分流道的截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯 形、 V 形等多种。显然圆形截面最理想，实际生产当中使用也越来越多。 nts 21 本次设计采用单面圆形截面，形状如下图所示 ： 105R4.7图 6 分流道单面圆形截面 分流道的尺寸由经验得知。 （ 2）流道剪切速率的校核： =34QR ( 4 ) 由塑料制品与模具设计中表 3.3-5可知，注射时间为： t=2.0s 故： Q=tv=40.82.0=20.4 3/s = 34QR = 34 20.43.14 0.4 1275 =12.75x10e+2 5102s e-1 符合要求。 5.5.2 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有 中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因此分流道的内表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 0.63 1.6m ，这样表面稍光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔流衠面滑移，使中心层获得较高的剪切速熇。 5.6 浇 设计 浆口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑料件质量具有决定性的影响，而浇口类型与尺寸、浇口位置与数量便成为浇注系统设计中的关键。浇 有多种类型，如直浇口、侧浇口、点浇口、重叠式浇口 扇形浇口、潜伏式浇口等。 nts 22 5.6.1 各浇口的特点 （ 1）直接浇口：直接浇口艽然有如以等流程充模、浇注系 流程短、压力损失和热烈散報小，且有利于补缩和排气等优点， 是，塑件上残留痕迹较大，切除 难。 （ 2）重叠式浇口 :重叠式浇口多用于大型腔。 （ 3）扇形浇口 : 扇形浇口适合于大面积薄壁塑件。 （ 4）点浇口 : 点浇口必须采用双分型面的模具结构；浇口位置可以自由选择，不受限制。剪切速率高，能使流程比增大；浇口必须用三板模切断； （ 5）潜伏式浇口 : 潜伏式浇口是点浇口在特殊场合下的一种应用形式。但可以在脱模时自动拖断；它可以隐藏在外表不露出的部位，使浇口痕迹不外漏。但加工比较空难，容易磨损。 （ 6）侧浇口 : 侧浇口也 称为边缘浇口，由于它开设在主分型面上，截面形状易于加工和调整。多型腔模具常采用侧浇口，可设计成两板模。 综合本塑件考虑，由于采用的是流动性比较好的聚苯乙烯，而且零件外表面要求较高，故采用潜伏式浇口（也称为隧道浇口或剪切浇口），它从分型面的一侧沿斜向进入型腔。在开模时，不仅能自动切断浇口，其位置也可以设置在制品的侧面、端面和背面等各个隐蔽处，使制件外表无浇口的痕迹，保证了外观。 5.6.2 浇口尺寸计算 潜伏式浇口的几个尺寸中，以深度 h最为重要。 h 控制了浇口畅通开放时间和塑料熔体补缩作用。浇口宽度 W 的大小控 制了熔体充模流量。浇口长度 L，只要结构强度允许，以短为好，一般选用 L=0.71.3mm。浇口深度有经验公式： h=nt ( 5 ) 式中， h 潜伏式浇口宽度 (mm)，中小型塑件通常用 h=0.52mm，大约为制品最大壁厚的3132； t 塑件壁厚 ( )； n 塑件材料系数，取 n=0.6。 故 由 浇口的经验公式： W=30An( 6 ) 式中， d 浇口直径； nts 23 A 型腔表面积 (mm2)； n 塑料材料系数；取 n=0.6。 A41D2+4(1518)+2(2513) =413.14632+4(1518)+2(23.14513) =3115.665+1080+816.45012mm2 所以： W=30An=3050126.01.4mm 最后，须用流经侧浇口熔体剪切速率 =26WhQ 104s-1 进行校核 。 又知充模注射时间为 t=1.6s， 故： Q=tv=6.18.40=25.5cm3/s = 26WhQ = 218.014.0 5.256 =33730 =3.373104 104s-1 符合要求。 5.6.3 潜伏式浇口的设计 本次设计所采用的潜伏式浇口的形式如下图所示： 1 2 3 451.浇口套 2.定模镶件 3.流道推杆 4.动模镶件 2 5.动模镶件 1 图 7 潜伏试浇口形式 nts 24 5.7
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