洗发水盖注塑模设计.doc

湖南科技大学本科生毕业设计（论文）摘 要本文介绍了内螺纹盖的成型工艺，及模具成型结构对塑件质量的影响，浇注系统的设计、顶出系统、模具成型部分和总装结构的设计，通过对模具结构方案、模具工作过程以及加工注意事项的详细分析与论述，力图让读者了解注射模的设计过程。近年来CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在设计中对模具的整体结构及模具非标准的零件经过分析，对其各种参数进行了校核，且绘制了图纸。设计过程中，重点突出了造型设计，成型零件设计，模架设计三个重要工作，在设计中用到了分流道侧浇口浇注系统。在其中造型分模中遇到一定的困难，但是通过努力最终得以解决。这次设计是对塑件及模具CAD/CAM的一次大胆尝试，相信对实际生产会有一定的指导意义。 关键词：内螺纹盖：注塑模设计：CAD/CAMAbstractThis text has introduced the Internal thread cover, and the structural influence on moulding a quality of mould shaping, pour the systematic design , carry the design of the system , shaping part of the mould and assembly structure out Through to the structural scheme of the mould , working course of the mould and processing the detailed analysis of attentive matters and describing, try hard to let readers understand that inject designing program of the mouldCAD/CAM technology has already been developed into one ripe generality technology in recent years, the price of hardware and software of CAD/CAM technology of mould has already been reduced to the general degree that can be accepted of small and medium-sized enterprises, 3D design of Plastics piece make and mould and 3D analyse of molding process plays a more and more important role in plastics mould industry. Analyzed to whole structure and non-standard part designed by oneself of mould of the mould in the design, have checked its various parameters, and has drawn the drawing.During the design,most of the time were spent on design of case part、design of molding part and the design of the mould frame. Pour the system in the design by reaching the latent runner. Unavoidable I met some difficulties in the design,but I have conquered them with my assiduity.The design is an adventruous try on the CAD/CAM technology of plastics pieces and mould,and I believed that it can have certain directive significance on actual production.Keywords: Internal thread cover, injection mold design, CAD / CA- 2 -第一章 绪 论1.1选题依据及意义在毕业实习期间，通过观察、询问及老师的指导对注塑模有了近一步的了解。鉴于此，以内螺纹盖为塑件，进行注塑模设计。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品的开发和旧产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。采用模具生产制件具有生产效益高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最有潜力的发展方向。而注塑模又是模具生产中采用最普遍的方法。世界塑料成型模具中，约60%为注塑模。在国民经济中，模具工业已成为五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑的基础。随着社会的发展，它将发挥更加重要的作用。1.2 本课题在国内外的研究现状由于塑料具有很多优异的性能和特点，近年来它在各行业得到了越来越广泛的应用。作为塑料制造业的支柱产业塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并实现自动化生产，获得迅速的法子，在我国其发展速度之快、需求量之大是绝无仅有的。模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。一般模具国内可以自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。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，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力，随着我国加入WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成型（形）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它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。目前，全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。我国对模具工业的重视程度也提上日程。1998年3月，国务院颁发的关于当前工业技术改造政策重要的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的第一位，生产和基本建设序列的第二位。随后的1999年和2002年，在国家计委和科技部发布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录、当前国家优先鼓励发展的高技术产品产业化重点指南（目录）及当前国家鼓励外商投资产业目录中，模具都被列入其中。这些都说明了模具在国民经济中地位。未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势： 1)、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 2)、高速铣削加工将得到更广泛地应用； 3)、在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 4)、提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 5)、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 6)、虚拟技术将得到发展； 7)、模具自动加工系统的研制和发展1.2.1 中国模具工业概况中国虽然在很早以前就制造和使用模具，但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方，因此一直发展缓慢。1984年成立了这个模具工业协会，1987年模具首次被列入机电产品目录，当时全国共有生产模具的厂点6000家，总产值约为30亿元。随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具工业得到快速发展。在市场竞争中，企业的模具生产技术提高很快，规模不断发展，提高很快。1988年至1992年，国家委托中国模协和机械院在全国范围内组织了上百个模具企业和有关科研单位、大专院校，共同对模具关键技术进行攻关，取得了丰硕成果。这些成果主要有：冲压模具的设计制造技术，料模具的设计制造技术，铸压模具的设计制造技术，铸造模具的设计制造技术，模具表面处理技术模具材料，模具加工关键设备，模具寿命研究等方面，由于这些成果的取得及推广应用，使中国模具技术前进了一大步。“ 七五“后期和”八五“期间，国家为模具工业加大了投入，分批分期改造了一批具有特色专长的专业模具厂和模具标准件厂，引进了一大批模具加工关键设备及精密塑料模、级进模、精冲模等设计制造技术。这对提高中国模具技术及生产水平越到了推动作用。同时，许多大专院校开始设计模具专业，由前联邦德国和日本援建及中国自己投资兴办的模具技术培训中心，也陆续建立模具技术发展及技术工人的培养开始步入轨道。1220世纪90年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术，国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范点，由华中理工大学作为技术依托单位，开发了汽车车身与覆盖件模具CAD/CAM软件系统，在模具和设计制造中得到了实际应用，取得了效益。现在，吉林大学和湖南大学也成功地开发出了汽车覆盖件模具的CAD/CAM系统，并达到了较高水平，在生产中得到应用，收到良好效果。1994年，国家在上海交通大学建立了模具CAD国家开发研究中心，在郑州工学院建立了橡塑模具国家工程研究中心，使中国模具CAD/CAE/CAM研究开发和应用工作得到了进一步发展，新的成果不断出现。由于CAD/CAE/CAM的应用，特别是20世纪80年代开始中国许多模具制造厂从国外引进了许多软件，包括冲压模、级进模、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等相应软件，使中国模具设计制造水平有很大提高，也产生了较大的经济技术和社会效益。但由于人才缺乏和基础工作较差，引进的软件未能很好应用及发挥其应有的效益现象普遍存在，这是今后应十分重视和有待解决的问题。中国模具产业除要继续发展生产能力外，更重要的是今后要重在行业内部结构的调整及技术的发展方向上下更大的功夫。结构调整方向，主要是指企业结构的调整应向专业化方向发展，产品结构中高档模具发展，进出口结构向增加出口减少进口的方向发展。技术发展主要是精密塑料模、成型工业与模具结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成型分析及结构改进；多功能附和模具、符合加工、激光技术、高速切削、超精度加工及抛光技术、快速成型及快速经济模具在模具设计制造上的应用。总体来看，中国模具工业将向数字化、信息化方向发展。中国模具工业协会现在是亚洲协会联合会（FADMA）和国际模办（ISTA）成员单位。负责中国模具行业与国际同行的交流合作。该协会在中国没成功地举办了许多次模具技术国际会议，也多次成功地组织了国内模具界人士达到国外参加模具技术国际会议。近年来，中国模具工业协会基本上每年都组织国内主要模具生产企业的厂长（经理）、总工程师和技术人员参与国际模具经贸等技术交流，参加国外的国际模具展览会。这些国际交往都促进了中国模具技术水平的提高和模具工业的发展，收到了很好的效果。由中国模具工业协会和上海贸易促会共同主办的中国国际模具技术和设备展览会（每逢双年5月）至2004年已成功举办了十届。由于他的展览规模、展品水平、展览效果一届好于一届，因此经国际展览联盟（UFI）考察和研究决定，自1996年第六届开始，该展览会已正式成为UFI成员。自此以后，展览会发展情况更好，现在已成为国际模具技术和经贸交流的盛会，促进了中国模具工业的发展。现在，中国已能生产精度达2m的多工位级进模，寿命可达2亿冲次以上。在大型塑料模具方面，中国已能生产34英寸大屏幕彩电和65英寸背投影式电视的塑壳模具，10kg大容量洗衣机全套塑料件模具及汽车保险杠，整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，中国已能生产照相机塑料件模具多行腔小模数齿轮模具及精度达5m的2560腔塑封模具等。在大型精密复杂铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模和汽车后桥齿轮箱压铸模及汽车发动机壳体的铸造模具。在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中高档新型轿车的部分覆盖件模具。子午线轮胎活络模具，铝合金和塑料门窗异材挤出成型模，精铸或树脂快速成型拉延模等，也已达到相当高水平，可与进口模具媲美。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快了主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品，塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其能力增加较快，“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方快于北方。目前，发展最快、模具生产最为集中的省份上广大和浙江，江苏、上海、安徽、山东等地区进年来发展也很快。1.2.2 存在问题和主要差距目前，我国模具总量虽然已经达到了相当的规模，模具水平也有了很大提高，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也要比加拿大、英国、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国家落后。存在的问题和差距主要表现为以下五方面： 总量供不应求，国内的模具自己率只有70%左右。其中，中低档模具供过于求。中高档模具自己率仅50%。 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构不合理。国内模具生产厂中自产自己率达60%，而国外70%以上为商品模具；属大型、精密、复杂、长寿模具的比例不足30%，而国外大50%以上。进出口之比2004年为3.71，实进口达13.2亿美元，为净进口量最大的国家。 模具产品水平要比国际水平低很多，而许多模具的生产周期却比国际水平长。 开发能力较差，经济效益欠佳。国内，每个职工平均每年制造1万美元左右，而国外每个职工每创造1520（甚至2530）万美元。与国际水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。1.3 本课题的发展展望当今，我国经济仍处于高速发展期，国际上经济全球化的发展趋势日趋明显，这就为我国模具工业的高速发展提供了良好的国际条件和机遇。一方面，是国内模具市场将继续高速发展；另一方面，是国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具的国际采购趋向也十分明显。因此，展望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好，预计中国模具工业将在良好的市场环境下继续得到高速发展，我国不但成为模具制造大国，而且一定会逐步向模具制造强国迈进。第二章 塑件的分析2.1 塑件技术要求分析塑件的技术要求包括几何形状、壁厚的均匀程度、工艺圆角、脱模斜度等。而这些塑件上的要求是否能符合塑件工艺的要求就要重新分析。如果不符合塑件工艺要求的，就必须在不影响制品使用的前提下采取修改。由于塑件结构较为复杂, 成型较为困难, 在模具设计时, 应注意以下几点:1) 螺纹不能强制脱模, 需采用自动脱螺纹机构; 圆锥形弧形孔利用普通的斜导柱滑块机构或液压抽芯机构都不能完成抽芯, 必须设计一个圆弧形侧抽芯机构, 其驱动形式可用齿轮齿条机构或导滑槽机构, 由于齿轮齿条机构会增加模具结构的复杂性使模具寿命降低, 所以设计中采用了导滑槽机构,机构相对简单, 可靠性高。2) 分型面设计在瓶盖体的下端面, 朝外延伸的圆柱管的分型面设计在沿它的中心线分开处。3) 依据瓶盖的外观要求和结构, 且考虑浇注系统凝料能自动脱落, 应在其侧端设置潜伏式点浇口较为合理。2.1.1 塑件的几何形状2-1 塑件图参照塑件，从中可以看出塑件下部形状为圆筒形带内螺纹，用于配合拧紧，故按键所有尺寸是按塑件公差等级5级控制的，即在模具制造中采用公差IT5级精度。内螺纹盖的顶部带侧孔，采用公差6级控制，还有其他一些尺寸均不影响配合尺寸，也按SJ1732T8中的7级精度控制。 2.1.2 塑件的工艺结构从制品中测得壁厚约为1.0mm。从图中可以看出塑件上最小的圆角为R2，而在ABS中的塑件工艺圆角是：内圆角为0.5T，外圆角为1.5T。因此只要制件上的圆角于此基准均可满足要求，故选择时可按其美观去考虑选择其相应的圆角尺寸。该制品的塑件材料为ABS，根据该材料的最小脱模斜度10以上。因为实际中还要考虑其外观线条及形状的美观可根据实际确定其脱模斜度只要小于最小脱模斜度就能满足塑件的制造工艺特性及技术要求。在技术要求中，规定塑件的外表面粗糙度为Ra0.2，而在内表面可考虑为Ra6.3。因此在设置浇口时，就应从内表面考虑方可满足外表面的光洁度工求。2.2 塑料成型特性产品必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好； 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS）。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，中国是世界最大的ABS消费国，自20世纪80年代以来，由于家用电器和汽车工业的迅速发展ABS消费量也迅速增长。中国国产ABS的市场占有率一直在10%左右，2002年最高才占21.76%，产量的增长远远不能满足消费的增长。进口ABS逐年增长，2002年进口量又创历史新高达到163.76万吨。为了满足国内市场对ABS需求的增长，国内现有装置将继续扩能。中国ABS消费结构的特点是高度集中在各种家电配件上，其比例占80%左右，玩具等轻工业领域也消费ABS较多，交通工业是ABS未来消费新增长点，前景较乐观，汽车工业的迅速崛起，将给ABS的发展带来新的发展机遇。目前，中国ABS产业所需的三种主要原料均存在不同程度的缺口，每年需要大量进口，严重制约了ABS行业的发展。随着我国大乙烯工业的发展，原料问题将得到一定的缓解。从下游需求来看，由于ABS下游制品直接与人们生活，企业，生产息息相关，所以宏观经济对ABS的需求影响较大。目前中国经济发展迅速，近期内仍将是中国经济的高增长期，因此中国市场自行消化ABS的能了将继续快速增长。而与此同时随着中国作为世界家电制造基地的地位进一步加强，从世界各地转移而来的ABS需求也将明显增加。2.2.1 使用特点： 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3。 2.2.2 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。2.2.3 ABS的主要性能指标4表2-1ABS的技术指标 密度1.021.16比体积0.860.98吸水率0.20.4收缩率s0.40.7熔点130160硬度HB9.712.1抗拉屈服强度50拉伸弹性模量体积电阻率弯曲强度80热变形温度t/c0.46MP90108冲击韧度无缺口2610.185MP83103缺口112.3 ABS塑料的注射过程及工艺2.3.1 注射成型过程ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能，在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要地位，特别是稍微大点的箱体结构以及受力元件，需要电镀的装饰件更是离不开这种塑料。这里对ABS塑料注塑工艺分析如下：（1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面的色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.3%以下，注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090以下，干燥48小时如制件要达到特别良好的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这种料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。（2）注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在融化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度.（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反应而使熔融粘度增大，注塑更困难，塑件的机械性能也下降了。所以ABS的注塑温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等方法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，将造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS可能带来问题，故有必要对料通各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS的适用炉温也不同。如柱塞式绩，炉温维持在180230；螺杆机，炉温维持在160220。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微笑变化都将在制件上反映出来。温度变化越大将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。（3）注射压力ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射时采用较高的注射压力。当然并非所有的ABS制件都要施加高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力锅小，塑料收缩率大，与型腔表面脱离接触的机会较大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。（4）注射速度ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易燃焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。（5）模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动定模温度要求5060。在注射较大的、构型复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的稳定，在制件取出后可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。（6）料量控制一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽，色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。本设计综合ABS的性能和现状及将来的发展方向，考虑到ABS的成型工艺将通过查阅各方面资料设计出一套制造方便、结构合理的模具。2.3.2 ABS的注射工艺参数1）螺 杆 类 别：标 准 螺 杆（直 通 式 喷 嘴）2）回 料 转 速(rpm)：303）注射机料筒温度:前段 180200中段 165180后段 1501704）喷嘴 ：170180。5）模具 ：5080，玻纤增强制品取75。6）注射压力:60100。7）注射速度、注射压力:一般ABS制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力)，注射压力在75MPa左右，保压时可低些。8）熔胶温度: 1909）成型时间(): 注射时间:2090 高压时间:05 冷却时间:20120 总周期: 50220在265温度下，物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟，若温度为280，则物料在机筒内停留时间就不能超过2-3分钟。10）后处理:把塑件放在红外线或者烘箱下,温度设为70度烘干24小时4。第三章 模具型腔的设计3.1 型腔数目的确定本套模具需要脱内螺纹，综合考虑生产效率和产品布局，采用一模四腔。图3-1 型腔图3.2 注射机的选择为了保证正常的生产和获得良好的塑件，在模具设计中要选择合适的注射机，为此必须了解注射机的性能与安装模具关系。3.2.1 额定注射量由公式校核：0.8CG，其中C为注射机最大注射量，G为塑件和浇注系统的总体积，由UG测塑件体积为：V塑=5.5cm3,M塑=6.0g；浇注系统体积V浇=1.5 cm3，M浇=1.6g可以得到G=22+1.5=23.5 cm3从而求得注射机的最大注射量为23.5 cm3，而根据此值可以选择注射量与此相近的，但必须大于此值的注射机，故选用G54-S200/400型注射机。G54-S200/400型注射机规范及特性： 螺杆直径： 55mm 最大理论注射容量： 200-400cm3 注射压力： 109Pa锁模力： 2.5吨最大注射面积： 645cm3最大模具厚度H： 406最小模具厚度H1： 165模板最大距离L0： 600喷嘴球面半径R： 18喷嘴孔径d： 4喷嘴移动距离： 2103.2.2 锁定锁模力 由锁模力与成型面积的关系确定P锁KP平均F(N) （3.3）其中：P锁-合模部分的锁模力(N) K-安全系数 约为11.2 F-塑件和浇注系统在分型面上的投影面积(2) P平均-型腔的平均压力 35Mpa塑件与浇注系统的投影面积有UG计算约为：S=4.1+1.5=5.62安全系数取1.2。从上面可得： P锁=1.2355.6=0.24吨 P锁P额注射机 0.24P成 式中P注由选得的注射机型号相关资料为146Mpa，而P成由塑料的成型条件可知为146Mpa。成由塑件的成型条件可知注射成型压力70100Mpa即146Mpa大于70100Mpa，因此注射机能满足成形条件要求。3.2.4 G54-S200/400型注射机与模具关系 G54-S200/400型注射机的闭合高度与模具关系。模具厚度与注射机闭合高度必须满足小大，从注射机规范及特性中可知模具厚度345在165406之间。 注射机的开模行程与模具的关系这是考虑到模具在脱模时所需要的行程是否在注射机的开模行程之间，确保塑件能顺利取下，注射机的最大限度开模行程为260，当模具开模顶出塑件的余量510，即开模行程为SHH+（5-10）才能保证模具符合生产要求。 注射机的拉杆间距与模具的关系。在考虑之前，应以最轻松的方法装模，即保证模具的纵横两向尺寸，每个尺寸都在拉杆间距之内，但在设计时其纵横尺寸都大于拉杆间距有两种方法解决，一是卧放进再装，二是拆掉水管后再放，但卧放的尺寸不能大于拉杆的间距。 定位孔的直径，在模具上的定位圈尺寸应与注射机上的定位孔相配合由注射机的规范和特性得知定位孔径为100+0.054 所以在模具上应设置相应的定位圈与之配合。 推出杆孔的位置：注射机中推杆为22，孔距为230。为两侧顶出，由此在模具的动模板中应有相应的孔径2325的孔和孔距230相对应。 喷嘴孔径与球面半径，为保证喷嘴与浇口套很好接触不溢料，孔径为4，浇口套的孔应大0.51，球面半径16在浇口套中相应为R15R16。 安装螺孔的位置及孔径：模具直接采用螺钉固定，或螺钉和压板一起固定，但模具中的安装螺钉尺寸，应与注射机的螺孔相对应。3.3 分型面的选择分型面的位置直接影响模具使用制造及塑件质量故必须合理选择分型面，从以下几方面考虑：此模具分型面应使塑件开模时，留在型芯机构的那部分，而脱模机构在动模部分，所以分型面是设在动模和定模分界面上，这样的分型面有利于排气。图3-2 分型面3.4 脱模斜度由于注射制品在冷却过程中会产生收缩，因此它在脱模前会紧紧地包住型芯或型腔中的其它凸起部分，为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面。困此要脱模方向平行的制品内外表面具有一定的脱模斜度，ABS材料的脱模斜度的选择型腔为1。20，型芯选1。这值为最小值，有些地方为达到质量的美观可以增大斜度值。3.5 成型零件的设计塑件的成型零件，分型芯、型腔其中型芯的结构较为复杂，型芯是成型整个大内表面的，而在型芯里还有好几个小型芯，用以成型内表面的细小结构。由塑件分析可知，塑件外表面光洁度Ra为0.2要求较高，对加工精度提出较高要求。 型芯的结构形式：模具是采用一模四腔的形式布置，为了加工内部的螺纹，型芯采用头部带螺纹，下部带齿轮的整体圆柱型芯。 型腔结构形式：为了便于加工业做成整体镶入式。3.6 型腔及型芯尺寸计算型腔的尺寸计算包括：型腔、型芯的长度，径向、高度尺寸，中心距等。对配合部分精度，相对要求高。成型零件工作尺寸的计算方法有两种：一种平均法，一种为制品公差法.由于两种方法计算的结果非常接近，一般要求都采用平均法计算。以下计算尺寸只是各成型零件的主要尺寸，其余尺寸不做详细计算，（未注尺寸公差按SJ1372-78查得）。其余尺寸计算方法可参考以下计算的过程：3.6.1 型腔的尺寸计算计算型腔径向尺寸必须以塑件的公称尺寸到最大尺寸，而公差则为负偏差。如果塑件上的尺寸不符合这一要求，则可以换算后再进行计算。ABS的平均收缩率 （4-12）凹模径向尺寸的计算： L=(1+S)L (4-13) =(1+0.0055)460.17 =47（mm）式中 L-凹模径向尺寸； L-塑件外形公称尺寸； -塑件的公差值；塑件尺寸公差根据塑料模具技术手册中表2-40，GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT2B级，由尺寸段决定值的大小；凹模径向尺寸的计算： L=(1+S)L (4-13) =(1+0.0055)280.12 =28.6（mm）式中 L-凹模径向尺寸； L-塑件外形公称尺寸； -塑件的公差值；塑件尺寸公差根据塑料模具技术手册中表2-40，GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT2B级，由尺寸段决定值的大小；-制造公差，=； S-塑件的平均收缩率，S=2.6%。凹模深度尺寸的计算： L=(1+S)L =(1+0.0055) 220.40 =22.3（mm） 式中 L-凹模的径向尺寸； L-塑件外形公称尺寸。 3.6.2 型芯尺寸的计算 L1=38 s=0.18 L2=34.75 s=0.18 x=制=s/3=0.06Lm1 制=Ls1(1+S)+Xs 制 （3-6）=38(1+0.0055)+0.01-0.10 制=38.8-0.10x=制=s/3 （3-7）=0.38/3=0.127Lm2 0 制=34.75(1+0.0055)+0.01 0 0.13=35.5-0.103.6.3 型芯高度的计算h1=13.5 s=0.12 x=制=s/3=0.12/3=0.04hs1 制=13.5(1+0.0055)+0.11 0.11=14-0.103.7 排气槽的设计注射机是先闭模后进料的，再充模过程中，必须把型腔内的空气完全的排除。才能使其充模完全，如若某一局部排气不良，则该部分的空气被压缩而升温导致熔体热分解变色，色泽变焦黄。如果滞留在型腔内的气体过多，还会形成空洞和充填不足的缺陷，所以应该设计出排气槽。另外排气槽的位置也要适当，本副模具根据结构及制品形状，将排气槽设置在分型面上的流料终端，同时还可通过顶杆与型芯的配合间隙来排气，考虑排气的同时还应考虑溢流，由于熔体在型腔内的流动路径往往足够出现汇流现象，汇流时流体前面的温度下降，粘度增大，往往不能很好的融合，造成分离影响塑件的强度及外观现象为避免这样弊端，可在料流汇合处设置溢流槽排气槽宽度b=3-5mm深度h小于0.05长度l=0.71.0mm此后可加深到0.81.5mm。此副模具与排气槽不单独设置。3.8 型腔的强度校核3.8.1 材料选择在校核形腔强度之前先选择型腔，型芯的材料。在模具用料中先要考虑模具的使用寿命，塑件的尺寸精度，塑件的复杂程度及制度的外观要求来考虑：模具对使用寿命跟塑件的生产批量有关，对于大批量选用优质钢，对于小批量要求可以低些，此塑件批量为小批量生产。塑件尺寸精度在模具中，如果塑件精度高，其相应尺寸精度也高，而高精度产品塑件尺寸极易受模具磨损的影响，为了模具的耐磨，就应提高对钢材的要求，精度可以低些，此塑件的精度较低。塑件的复杂程度，制件越复杂加工就越繁，为了有利于切削，最好是选用易切钢，且在尺寸数目多时宜变形，此塑件并不复杂。制件的体积大小。制件 体积越大，切削量越大，体积小时，受到刀具的影响就越大，宜选用质量均匀的钢材，此塑件体积不大。制件的外观要求：塑件的外表面要求表面粗糙度值为Ra0.2。对钢材提出了抛光要求相对应该选用好的钢材。从以上的五点分析中的前四点可知，可以选用较低的45号钢材，但是从第五点中可以看出45号钢材的抛光性只能在表面粗糙度为Ra0.4故不符合要求。所以要放弃45号钢材，选用Cr12作模具钢用。型芯，型腔均要采用Cr12。3.8.2 强度校核型腔是采用整体式镶入型固定板中的，查得镶拼式型腔的壁厚为910mm，模套壁厚为2225mm。在此表中查找时是按型腔内短边查找的。故模套强度只适用于短边，而塑件长边则按刚度计算的。由于模具采用四腔相配，中间部分由于受压力的作用可以相互抵消，故此处变形可以忽略不计，只要留出浇注系统即可，不需要再作计算。支承板强度校核: 其主要是防止型芯从固定板中松出，可以承受一定的成型压力，由于模脚处于悬空状态，由塑料模设计手册表2-5-21直接查出，可以直接选用.第四章 浇注系统的设计4.1 浇注系统的分析浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。校注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的那一程度。浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小热量散失少，排气条件好，浇筑系统凝料易于与制品分离或切除。（1）浇注系统的组成无论用于何种类型的注塑机模具，其浇筑系统一般由四部分组成 主流道 指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它使塑料熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。 分流道 支柱流道末端至浇口的整个通道。分流道的功能是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程。多型腔模具中分流道是为了分配物料，通常有一级分流道核二级分流道，甚至多级分流道组成。 浇口 指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。 冷料穴 通常设置在主流道和分流道转弯处的末端。其功用为“捕捉”和储存熔料前锋的冷料。冷料穴也经常起拉钩凝料的作用。（2）浇注系统设计原则 浇注系统与塑件一起在分型面上，应由压降、流量和温度分布的均衡布置。 尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间。 浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇形流动，并有利于排气何补缩。 避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移。浇注系统凝料脱出方便可靠，易于塑件分离或切除整修容易。熔合缝位置须合理安排，必要时配置冷料穴或溢料槽。尽量减少浇注系统的用料量。浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口须有IT8以上精度。4.2 主浇道的设计主浇道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的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，甚至塑件的内在质量。热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构成，如图所示4.1所示。主流道始端直径D=d+(0.51)=4+(0.51)=5mm，球面凹坑半径R2=R1+（0.51）=17mm，半锥角20尽可能缩短长度L（小于60mm为佳）主流道内壁粗糙度应在R20.8以下，抛光时应沿轴向进行抛光，产生侧向凹凸面后，使主流道凝料难以拔出。 图 4.1 主流道布置4.3 分流道的设计分流道主要是将来自主流道的熔融料以较快的速度送到浇口进行充模，同时在保证充满型腔的条件下，要求分流道的截面大小合适选择浇道的形状，应以能使融料的热量损失小，流动阻力小，比表面积小等为前提，在圆形，梯形和V形截面浇道形状中，以圆形为最好，但是加工比较困难点，如图4-2。图 4-2 分流道布置4.4 浇口的设计浇口是连接流道与型腔之问的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的设计或选择恰当与否，直接关系到制品能否被完好的注射成型，浇口的种类包括有直浇口、侧浇口、扇形浇口，环形浇口以及点浇口。（1）浇口形式的确定 直接浇口 直接浇口又称主流道型浇口，塑料熔体直接从主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、料流速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接作用在塑件晌，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，塑件痕迹也较明显。这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁，长流程，深型腔的塑件。 侧浇口 侧浇口又称边缘浇口，浇口一般开设在分型面上，塑料熔体与型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝， 调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，