水晶头注塑(注射)模具毕业设计说明书论文.doc

本科毕业设计（论文） 常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明： 所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人签名： 日期： 常熟理工学院本科毕业设计(论文)使用授权说明本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人签名： 日期： 导师签名： 日期： 常熟理工学院毕业设计（论文）摘要本文基于CAD/CAE技术对RJ45水晶头注塑模具进行了设计。通过对RJ45水晶头塑件的结构分析，确定了可行的总体设计方案。运用UG软件对塑件进行建模，使用Mold-flow软件对模具进行了CAE分析，优化了浇口位置。根据塑件结构，采用侧浇口的双分型面结构，模具采用一模八腔，且模具采用斜导柱抽芯机构以及推件板推出机构。同时，详细地叙述了模具成型零件包括型芯、型腔的尺寸计算过程以及各重要机构的设计过程。设计方案在保证塑件质量与模具结构合理的前提下尽量做到模具的结构简单、成本低、易加工、使用性好。最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词:RJ45水晶头；注塑模；CAD/CAE；双分型面AbstractPlastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so onThe design should be certificationPrimarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so onAfter Qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economyFinal assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attentionThrough this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides .22目录引言11.我国塑料模具工业的发展现状及特点12.我国塑料模具工业和今后的主要发展方向31塑件材料的成型工艺参数及成型条件51.1塑件的外形51.2成型工艺参数61.3成形条件71.4型腔数量的确定81.5注射机的初选82采用MPI Moldflow分析92.1Moldflow分析结果93分型面的确定113.1型腔数的确定124浇注系统的设计134.1浇注系统的组成134.2浇注系统设计的基本原则134.3浇注系统的设计144.3.1主流道的设计144.3.2分流道的设计144.3.4冷料穴和拉料杆的设计144.3.5浇口的设计155成型零件的结构设计165.1凹模的结构设计165.2型芯的结构设计165.3型腔的设计186模具构件设计与标准196.1支承件的设计196.1.1动模座板和定模座板设计196.1.2支承板的设计196.1.3垫块的设计196.2导向零件的设计206.2.1导柱、导套的结构及其固定形式206.2.2推板导柱和推板导套的结构及其固定形式226.3定位零件的设计236.3.1定位圈的设计236.3.2限位钉的设计237脱模机构的设计与计算248温度调节控制系统的设计278.1冷却系统的设计278.1.1冷却通道的设计原则278.1.2冷却装置的形式288.2加热系统的设计288.2.1加热的形式288.2.2加热的基本要求289注射机的校核299.1模具闭合厚度的确定和校核299.2模具安装尺寸的校核299.3模具开模行程的校核309.4顶出部分的校核3010模具的装配与试模3110.1模具的装配3110.2试模31结论33参考文献35致谢36/thread-8307-1-1.html现成设计购买注意事项/thread-8308-1-1.html定做设计流程以及注意引言1.我国塑料模具工业的发展现状及特点我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，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。随着塑料工业的不断发展，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。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。2.我国塑料模具工业和今后的主要发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 (2)在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 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，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 (3)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，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。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。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，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的规格品种。 (6)应用优质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。 (7)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。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1塑件材料的成型工艺参数及成型条件目前，塑件材料主要分为热固性塑料和热塑性材料两大类。成型的方式有：注射、压缩、压注等多种。本次毕业设计采用热塑性材料即ABS工程塑料，注射成型。1.1塑件的外形图1-1塑件三维图图1-2塑件平面图1.2成型工艺参数 塑件的成型工艺参数主要是温度、压力和时间三大要素。 1、温度。注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。（1） 料筒温度 料筒温度的选择应保证塑料塑化良好，能顺利实现注射，而不会引起塑料分解。（2） 喷嘴温度 料筒和喷嘴温度的选择应与其它工艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。 （3） 模具温度 模具温度对塑件的内在性能和表现质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等。2、压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑料的塑化和塑件的质量。（1） 塑化压力 注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等的不同而异。（2） 注射压力 注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。3、时间。 一次注射成型周期包括注射时间（充模时间和保压时间）、闭模冷却时间和其它时间（开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、闭模等时间）。（1） 生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大，一般约为20120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后则无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。（2） 冷却时间取决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间约为30120s范围内。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素1.3成形条件成型条件的选择和控制直接影响塑料的塑化流动和冷却的温度、压力和相应的各个作用时间，是生产优质塑件的主要因素。本零件的成型条件见表1-1。表1-1 ABS塑料的注射成形工艺参数塑料名称苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物缩写ABS注射成型机类型螺杆式堆密度/g-3（不小于）1.05计算收缩率（%）0.5预热温度/8085时间/h23料筒温度后段150170中段165180前段180200喷嘴温度/170180模具温度/5080注射压力/MPa60100成型时间/s注射时间2090高压时间05冷却时间20120总周期50220螺杆转速/rmin-130适用注射机类型螺杆式后处理方法红外线灯烘箱温度/70时间/h24说明该成型条件为加工通用级ABS料时所用。1.4型腔数量的确定确定型腔的数目有四种方法：按注射机的最大注射量、注射机的额定锁模力、制品的精度要求以及加工的经济性。现在根据注射机的最大注射量来确定型腔数目n （1-1）式中：注射机最大注射量，cm浇注系统凝料量，cm单个塑件的体积，cm则：=8.26（个）所以，取n=8，即采用一模8腔形式。1.5注射机的初选注塑机是注射成形热塑性塑料的主要设备。注射成形时，注塑机塑化塑料并将塑化好的塑料注入模具，并在成形结束时将塑件推出。注塑机的种类有很多，考虑到塑件的特性选择卧式注塑机，这类注塑机重心低，结构稳定，操作维修方便，塑件推出后可自行下落，便于实现现代化。初选型号为XS-ZY-125型卧式注塑机。2采用MPI Moldflow分析2.1Moldflow分析结果首先对量筒的CAD三维模型进行STL格式的转换，然后导入到Moldflow中。再对其进行网格划分，纵横比为6，并对纵横比大于6的网格进行修复，用三点旋转法使锁模力方向与窗口中坐标系的Z轴方向一致。先用向导创建流道与浇口，设定注射位置，再用向导创建冷却水道，进行流动分析时发现分析结果并不理想，然后重新设置流道及浇口的形状和位置，创建冷却水道，再进行流动分析。再多次分析、比较、优化后选出最优的方案。其中本次流动分析的相关条件如下：模具表面温度：90；熔体温度：295.58；充填方式：自动；速度/压力切换再98充填体积处；保压控制选择充填压力百分比与时间；冷却时间设置为20s；其它选项默认。注塑件冷却质量 填充时间流动前沿温度 冻结时间方差质量预测 表面温度方差3分型面的确定分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、及其形状、塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造及其成型设备结构因素的影响。本次设计，分型面的选择考虑七个方面：（1） 便于塑件的脱模。 （2） 考虑塑件的外观。 （3） 保证塑件的尺寸精度。 （4） 有利于防止溢料，考虑飞边在塑件上的位置。 （5） 有利于排气。 （6） 考虑脱模斜度对塑件尺寸的影响。 （7） 使成型零件便于加工。根据以上所思及零件的形状、尺寸精度要求，分型面的选择见图：图2-1分型面示意图3.1型腔数的确定 型腔数的确定，主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关。考虑到本次设计的设计要求，本次设计采用一模八腔结构，配套生产。4浇注系统的设计浇注系统是指模具中从接触注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。本次设计采用普通浇注系统。4.1浇注系统的组成本浇注系统有主流道、分流道、浇口和冷料穴四个部分组成。（1）主流道 是从注射机喷嘴与模具的接触部分起到分流道为止的一段流道。（2）分流道 是介于主流道和浇口之间的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡通道，能使塑料的流向得到平稳的转换。（3） 浇口 它是分流道与型腔之间的狭窄部分。这一狭窄短小的浇口能使分流道输送来的熔融塑料产生加速，形成理想的流动状态而充满型腔。（4）冷料穴 是直接对着主流道的孔。其作用是储藏注射间隔期间产生的冷料头，以防止冷料进入型腔而影响塑件质量。4.2浇注系统设计的基本原则（1）适应塑料的成型工艺性 注射成型时，熔融塑料在浇注系统和型腔中的温度、压力和剪切速率是随时变化的，相应的表观粘度也不断发生变化。因此在设计浇注系统时，综合考虑这些因素，以便在冲模这一阶段能使熔融塑料以尽可能低的表现粘度和较快的速度充满整个型腔，而在保压这一阶段又能通过浇注系统，使压力充分的传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、尺寸稳定、质量较好的塑件。（2） 利用型腔内气体的排出 浇注系统顺利而平稳的引导熔融塑料充满型腔的各个角落，在冲填过程中不产生紊乱或涡流，使型腔内的气体顺利排出。（3）减少塑料熔体的热量及压力损失 浇注系统能使熔融塑料通过时其热量和压力损失减小，以防止因过快的降温降压而影响塑件的成型质量。（4）便于修整和不影响塑件的外观质量 设计浇注系统时要结合塑件的大小形状及技术要求综合考虑，做到去除、修整浇口凝料方便，并且不影响塑件的美观和使用。（5） 防止零件翘曲变形 考虑由于浇口收缩等问题，而采取措施予以防止。（6） 便于减少塑料消耗和减少模具尺寸 在满足以上各项原则的前提下，浇注系统容积尽量小，以减小模具尺寸，节约模具材料。4.3浇注系统的设计4.3.1主流道的设计主流道是熔融塑料进入模具型腔时的最先经过部位，其截面尺寸直接影响塑料的流动速度和填充时间，如果主流道截面尺寸太小，则塑料在流动时的冷却时间面积相对增加，造成造型困难。反之，如果主流道截面尺寸太大，则使流道的容积增大，且零件冷却定型的时间延长，降低了生产效率。基于上述考虑，本零件属于小型塑件，主流道设计的小一些。主流道的设计如下：（1）主流道的截面采用比表面积最小的圆形截面。因主流道垂直于分型面，为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成圆锥形，其锥角为4锥孔内壁光滑，表面粗糙度为0.4um。如图7-1所示。（2） 主流道的小端直径根据所选注射机的规格定为34mm。为了与注射机喷嘴相吻合，主流道的始端设计为球面凹坑状，球面半径根据注射机喷嘴球面半径确定为31 mm。球面深度取为5 mm。主流道长度根据定模板厚度确定为50 mm。如图8-1所示。（3） 主流道与分流道相接处有过度圆角，是为了减小流料转向是的阻力，半径设为2mm。如图3-1所示。图3-1主流道示意图（4） 浇口套与定位环 由于主流道要于高温的塑料和喷嘴反复接触和碰撞，所以模具的主流道设计成可拆卸更换的衬套（称为浇口套）。常用的浇口套有型、型两种类型。本次设计采用型。浇口套固定台阶尺寸不能太大，根据定位环的尺寸确定为3mm。浇口套的总长度根据主流道的长度确定为50mm。为减小浇口套同模具之间的温差固定圆柱直径也尽可能小，取为35mm。结构尺寸见图3-2。浇口套与定模板座的配合按H7/m6过渡配合。浇口套与模板配合孔紧密无缝隙。浇口套与定位环的装配图见图3-3。配合可采用H9/f9。图3-2浇口套示意图图3-3浇口套的装配示意图4.3.2分流道的设计塑件尺寸较大采用浇口进料的单型腔模具和所有多型腔模具都需设置分流道。分流道的设计应能使塑料熔体的流向得到平稳的转换并尽快的充满型腔，流动中温度降低尽可能低，同时应能将塑料熔体均匀地分配到各个型腔。实际选择分流道的截面形状时，从减少压力损失和热量散失考虑，本次设计采用圆形截面分流道。除了考虑以上因素，还要考虑以下因素：（1）分流道的截面尺寸视塑件的大小和壁厚、塑件品种、注射速率和分流长度等因素而定。根据零件的大小，分流道的长度设为25mm。分流道的直径经查表5-9塑料模具设计及制造，确定为9 mm。（2）分流道的表面不必很光滑，其表面粗糙度为1.25um，这样流道内料流的外层流速降低，容易冷却而形成固定表皮层，有利于流道的保温。（3）分流道与浇口处的连接光滑过渡，以利于熔体的流动及填充。（4）设计型腔与分流道布置时，使塑件和流道在分型面上总投影面积的几何中心与锁模力的中心相重合。这对于锁模的可靠性和锁模机构受力的均匀性都是有利的，而且还可以防止溢料现象。（5）由于分流道较长，在其末端设置冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔而影响塑件的质量。4.3.4冷料穴和拉料杆的设计注射成型时，喷嘴前端的熔料温度较低，为防止其进入型腔，通常在流道末端设置用于集存这部分冷料的冷料穴。冷料穴有两种，一种是纯为储存冷料之用；另一类是还兼有拉或推出凝料的作用。冷料穴设置在熔料流动方向的转折处，以便将冷料入穴中存留起来。根据注射机的类型，以及外壳的成型，把冷料穴设置在主流道正对面的动模上，冷料穴直径稍大于主流道大端的直径，底部作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道是拉出而附在动模一边的作用。冷料穴和拉杆结构有：带钩型拉料杆的冷料穴、带球头拉料杆冷料穴、无拉料杆冷料穴等。本次设计采用带钩型拉料杆冷料穴，该冷料穴底部有一根与冷料穴公称直径相同的钩形（Z型）拉料杆，由于拉料杆头部的侧凹能将主流道凝料构住，开模时即可将凝料从主流道中拉出，同时，由于拉料杆的尾部固定在推杆固定板上，故在塑件推出时，凝料也一同推出。取出塑件时，用手工朝拉料钩的侧向稍许移动，即可将塑件连同浇注系统凝料一道取下。拉料杆钩形与定模板之间采用H9/f9间隙配合，相对固定部分采用H7/m6过渡配合，配合部分的表面粗糙度为Ra0.8。其主要尺寸见零件图。4.3.5浇口的设计浇口是连接分流道和型腔的桥梁，它是整个浇注系统的最薄弱点和关键环节，其形式、尺寸开设在型腔的什么部位对塑件质量影响很大。在大多数情况下，浇口是整个浇注系统中截面最小部分。当熔融塑料通过狭小的浇口时，流速增高，并因摩擦使料温也升高，有利于填充型腔。同时，狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔，使型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成型，因而塑件内残余力小，可减小塑件的变形和破裂。一般浇口的尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以整修。根据我国一些工厂的经验，浇口的截面面积为分流道截面面具的5%，截面形状为圆形，浇口长度为1mm，表面粗糙度为0.4um。5成型零件的结构设计成型零件是构成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、螺纹型环等。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到塑件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，以承受塑料的积压力和料流的摩擦力，达到足够的精度和表面粗糙度。5.1凹模的结构设计（1）凹模的结构形式凹模又称阴模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的结构形式要根据塑件成型的需要和加工与装配的工艺要求而定。本次设计顶盖和底盖都采用整体式凹模，因为塑件外壳的结构比较简单而且整体式凹模结构简单牢固、强度高、成型零件的质量比较好。（其尺寸见零件图）（2）凹模的技术要求凹模的材料 对一般结构形状较简单的凹模常采用T8、T10、T10A钢。本凹模结构形状比较简单，因此采用T8钢。凹模的热处理 因为本凹模结构形状比较见简单，因此凹模热处理硬度要求达4550HRC。凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，为Ra0.2Ra0.1um。凹模的表面处理 成型表面镀铬，镀铬层深度为0.0150.02mm，镀铬应抛光，达到表面粗糙度的要求。凹模的加工 凹模套锥度和模块锥度要配合严密的部位，采用配制加工方法，以保证配合精度。5.2型芯的结构设计型芯是成型塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有型芯和成型杆之分。型芯一般是指成型塑件中较大的主要内型的成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指成型塑件上较小的成型零件，又称小型芯。（1）型芯的结构形式由于零件的结构形状比较简单，因而，型芯的结构形式采用整体式，顶盖型芯的结构形式采用型芯与成型杆相结合的镶拼组合式型芯。见图4-1，其尺寸见零件图）图 4-1型芯示意图技术要求1.热处理 调质、淬火50-55HRC;2.去尖角、毛刺。3.需要作抛光处理3.表面处理 成型部分镀铬，镀铬层深度为0.0150.020mm，镀铬后抛光处理。4.配合加工 因为顶盖上有孔，为了达到同心度的要求，顶盖采用配合加工。（2）型芯的装配为了降低成产成本、节约资源、提高生产效率，顶盖和底盖的型芯采用相同的装配方式。以顶盖的装配方式为例，见图4-2。 图4-2型芯的装配示意图5.3型腔的设计图4-3型腔示意图6模具构件设计与标准6.1支承件的设计模具中的各种固定板（模板）、支承板（垫板）、支承柱（垫块）以及模座（动、定模座板）等均称为支承零件，各种支承零件均应具有足够的强度与刚度。6.1.1动模座板和定模座板设计动模座板和定模座板均是固定塑料模具与成型设备连接的模板，因此，座板的轮廓尺寸和固定孔必须与成型设备上模具的安装板相适应。动模座板的设计与标准，和定模座板的设计与标准见零件图SFG/J01-00-01和SFG/J01-00-09。 6.1.2支承板的设计支承板是垫在固定板背面，防止成型零件和导向零件轴向移动，并承受一定的成型压力。支承板与固定板的连接通常用螺钉和销钉紧固。本次设计采用螺钉连接。支承板有足够的强度和刚度，以承受成型力而不过量变形，其设计方法与标准与固定板的设计一样，在次，不在多做阐述。6.1.3垫块的设计垫块的作用是形成推出机构所需的推出空间或调节模具闭合高度，以适应成型设备的压板间距。垫块的高度在形成推出机构的推出空间时，应根据推出机构的推出行程确定。模具两边垫块的高度应一致，以保证组装后的模具上、下表面平行。6.2导向零件的设计导向零件是保证动模和定模合模时正确定位和导向，并避免模内个零部件发生碰撞和干涉，以保证塑件的形状和精度的重要零件。主要零件包括导柱和导套。对本次导向零件的设计原则是：（1） 导向机构类型的选用。（2） 导柱数量、大小、及其布置。（3） 导向零件的设置注意模具的强度。（4） 导向零件的结构便于导向。（5） 导向准确、运动灵活、平稳，具有足够强度、刚度和耐磨性。 本次设计，顶盖模具的导向零件和底盖模具的导向零件采用同一结构和固定形式。现以顶盖模具的导向零件为例，对设计过程作一阐述。6.2.1导柱、导套的结构及其固定形式 （1）导柱的结构 导柱的结构形式随模具的结构、大小及塑件生产批量要求的不同而异。本次设计考虑到使用大型模架，而采用带肩导柱（型）。其结构见图5-1。图5-1导柱（2）导套的结构导套的主要结构形式有直导套和带头导套。带头导套结构较复杂，主要用于精度较高的大型模具。根据本次设计的需要，采用带头导套（型）。见图5-2。图5-2导套（3）导柱和导套的配合对于大型注射模具，为防止导套拔出，导柱与导套的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图5-3所示。图5-3导柱和导套的配合示意图6.2.2推板导柱和推板导套的结构及其固定形式（1）推板导柱的结构推板导柱用于推出机构导向的零件，有时可作为支承柱和导柱兼用。结构见图6-4。图6-4推板导柱（2）推板导套的结构推板导套采用带头导套（型），见图5-5。图6-5推板导套（3）推板导柱和推板导套的固定形式推板导柱和推板导套之间的配合采用间隙配合H7/f7。安装方法如图5-6所示。 图6-6推板导柱和推板导套的固定形式示意图6.3定位零件的设计定位零件包括定位圈、定距螺钉，限位钉及圆锥定位件等。本零件模具的定位零件只采用定位圈和限位钉。6.3.1定位圈的设计 定位圈与注射机定模固定板中心的定位孔相配合，通常采用H11/h11间隙配合，其作用是使主浇道与喷嘴和机筒对中。定位圈的形式有、型三种。 6.3.2限位钉的设计限位钉也称挡销，其作用：（1） 使推板与动模座板之间形成间隙，便于清理废料和杂物。（2） 通过调节挡销的厚度来控制推杆的位置及推出距离。7脱模机构的设计与计算1、脱模力的计算此模具采用推件板脱模，因该制件的，属厚壁制品，厚壁制品脱模力受到材料向壁厚中性层冷却收缩的影响，可用弹性力学的有关厚壁圆筒的理论进行分析计算，公式如下：Qc=1.25kfcaE(Tf-Tj)Ac/(dk+2t)2+dk2/(dk+2t)2-dk2 式中，对于圆筒制品中：k脱模斜度系数 k=(fcCos-Sin)/fc(1+fcSinCos)=0.92fc脱模系数，即在脱模温度下制品与型芯表面之间的静摩擦系数，它受高分子熔体经高压在钢表面固化中粘附的影响。 0.50塑料的线膨胀系数（1/） 查表得：610-5塑料的泊松比0.40E在脱模温度下塑料的抗拉弹性模量（MPa） 3.16103Tf软化温度() 100T脱模顶出时制品的温度（） 60Ac制品包紧在型芯上的有效面积（mm2） 1422.55t制品的厚度（mm） 3.38将以上各数据代入公式得： Qc=1372.45N2）推板的厚度筒形或圆形制品采用推件板脱模，推件板的受力状态可简化为圆环形平板周界受集中载荷的力学模型，最大挠度产生在板的中心。按刚度条件和强度条件的计算公式如下，取大者为依据。按刚度条件：h=(C2QeR2/Ep)1/3按强度条件：h=(K2Qe/p)1/2式中：h推件板的厚度(mm)C2随R/r值变化的系数 0.3500R推杆作用在推件板上的几何半径(mm) 61r推件板圆形内孔或型芯半径(mm) 13.125Qe脱模力(N) 1372.45E推杆材料的弹性模量(MPa) 2.1105K2随R/r值变化的系数 1.745p推件板材料的许用应力(MPa) 610 p推件板中心允许变形量(mm)，通常取制品尺寸公差的1/51/10，即p=(1/51/10)i 0.088其中i制品在被推出方向上的尺寸公差(mm) 0.88将上述各数据代入式得：h=1.69mm将上述各数据代入式得：h=1.98mm所以推件板的厚度可取：13mm3、顶杆直径的计算推杆推顶推件板时应有足够的稳定性，一般选用T8A,其受力状态可简化为一端固定、一端铰支的压杆稳定性模型，根据压杆稳定公式推导推杆直径计算式为： d=K(l2Qe/nE)1/4推杆直径确定后，还应用下式进行强度校核：c=4Qe/nd2s式中：d推杆直径(mm)K安全系数，通常取K=1.522l推杆的长度(mm) 102Qe脱模力(N)1372.45E推杆材料的弹性模量(MPa) 2.1105n推杆根数 4c推杆所受的压应力(MPa)s推杆材料的屈服点(MPa) 360将以上各数据代入式得： d=4.06mm 圆整取5mm将以上各数据代入式进行校核： c=4Qe/nd2=17.47 MPas=360 MPa所以此推杆符合要求8温度调节控制系统的设计注射模的温度对于塑件熔体的充模流动，固化定型，生产效率及塑件的质量都有重要影响，所以必须用温度调节系统对模具的温度进行控制。对于注射模，模塑周期主要取决于冷却定型时间，而缩短冷却时间，可通过调节塑料和模具温差。对于大型模，在开车前必须将模具预热到某一适宜温度。如果只靠注入塑料熔体将模具加热升温既费时又费料，在经济上极不合算。所以本次设计的温度调节控制系统包括冷却系统和加热系统。8.1冷却系统的设计模具的冷却方法有：水冷却、空气冷却和油冷却等。考虑到外壳生产的时效性和经济性，本冷却系统采用水冷却。8.1.1冷却通道的设计原则（1） 冷却通道离凹模壁不宜太远或太近，以免影响冷却效果和模具强度。（2） 冷却通道尽量大。（3） 与塑件厚度相适应。（4） 冷却通道不过镶块接缝处，以防止漏水。（5） 冷却通道内没有产生回流的部位，畅通无阻。（6） 浇口附近加强冷却，因为浇口附近温度最高。（7） 冷却通道避免接近塑件的熔接部位，一免使塑件产生熔接痕。（8） 进出口冷却水温差不大。（9） 凹模和凸模分别冷却，保证冷却的平衡。（10） 水管与水嘴连接处密封。由于本次设计为一模八腔，型腔整体不大，所以设计为四水道，水道直径为4毫米。8.1.2冷却装置的形式模具中冷却装置的形式大体分三类：沟道式冷却、管道式冷却和导热杆式冷却。本次设计采用沟道式冷却，即直接在模具和模板上钻孔，通入冷水冷却。8.2加热系统的设计根据热能的来源，模具的加热方法有：介质或蒸汽加热法、电阻加热法、工频感应加热法等。本次设计采用电阻加热法。8.2.1加热的形式根据零件和模具的结构形状，将电阻丝制成矩形的电热套，来加热模具。如图8-1所示。模具的加热温度为50。 图8-1 电热套8.2.2加热的基本要求加热时合理布置电热元件，保证电热元件的功率。如电热元件的功率不足，就不能达到模具的温度；如电热元件功率过大，会使模具加热过快，从而出现局部过热现象。因此模具电阻加热装置有以下要求：1） 电热元件布置合理2） 为