RHI末端防护罩注塑模具设计毕业设计.docx

黑龙江科技大学本科毕业设计计算设计说明书设计题目 ： RHI末端防护罩注塑模具设计 院系名称 ： 机械工程学院 专 业 ： 机械设计制造及其自动化(模具方向) 班 级 ： 模具10-2班 姓 名 ： 李* 学 号 ： 2010022691 指导教师 ： 臧建所 黑龙江科技大学毕业设计任务书学生姓名：李*任务下达日期：2013 年 12 月 6 日设计开题日期：2014 年 3 月 28 日设计开始日期：2014 年 3 月 31 日中期检查日期：2014 年 5 月 9 日设计完成日期：2014 年 6 月 13日一、设计题目：RHI末端防护罩注塑模具设计二、设计的主要内容：塑件精度MT4级，ABS材料，小批量生产。主要包括说明书和图纸两部分，其中说明书字数在1.5万字以上，涉及模具主要零部件的设计计算，注塑机、模架、标准件的选择，对重要参数的校核等。图纸折合2张及以上零号图纸，包括模具的总装配图（零号）、模具的三维爆炸图（零号）、主要零部件图等。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。三、设计目标：通过对塑件进行工艺分析，科学设计模具成型机构、浇注系统、脱模机构和冷却系统等模具主要结构。正确计算成型零件尺寸、型腔布局合理、零件工艺性好、模具工作可靠。通过设计使学生熟练应用模具CAD/CAE和WORD等相关软件，锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力，为毕业后从事模具设计等相关工作奠定良好的基础。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。指 导 教 师： 臧建所 院（系）主管领导： 2013 年 12 月6日摘要本文介绍了塑料防护罩壳的注塑模具设计过程。通过对塑件结构分析，利用辅助设计软件AutoCAD进行注塑模具设计，并用Pro/ENGINEER软件对罩壳进行三维造型。由于10mm的侧孔所以采用侧向抽芯机构，并因生产批量小的因素选用一模两腔结构，选用了易于脱料的点浇口浇注，定选标注模架的三板模作为模架。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。注塑模具设计是本课题的主要内容，主要绘制了模具装配图、型芯、滑块及重要零部件零件图，对整个设计过程进行了详细的说明。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。关键词：防护罩；注塑模具；装配；侧向抽芯；点浇口目 录第1章 绪论1彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.1 前言1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.2 模具发展现状及发展方向1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2.1 国内外注塑模具的发展现状1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.2.2 国内外注塑模具的发展趋势2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第2章 塑件工艺分析4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.1 塑件分析4預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.1.1 塑件二维图及三维立体图4渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.1.2 塑件工艺分析5铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.2 塑件原料的材料特性、成型性能与工艺参数5擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.2.1 塑件材料特性5贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.2.2 塑件材料注塑工艺6坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.2.3 塑件的成型工艺参数确定6蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。第3章 模具设计7買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。3.1 注塑设备选择7綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.1.1 估算塑件质量7驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.2 模具的基本结构8猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.2.1 确定成型方法8锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.2.2 型腔布置9構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.3 分型面的确定9輒峄陽檉簖疖網儂號泶。3.3.1 分型面的选择原则9尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3.3.2 分型面的确定10识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.4 浇注系统的设计10凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。3.4.1 主流道的设计11恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.4.2 浇口设计12鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.4.3 分流道设计13硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.4.4 排气引气系统的设计14阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.5 成型零部件的设计与计算14氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。3.5.1 成型零部件的设计要点14釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.5.2 成型零部件的结构设计15怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.5.3 侧向抽芯机构及锁紧机构的设计16谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.5.4 成型零部件的尺寸计算19嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.6 模架的确定和标准件的选用21熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.6.1 确定模架21鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.6.2 小拉杆的设计23纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。3.7 合模导向和定位机构的设计23颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.7.1 概述23濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.7.2 导向机构设计24銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.8 脱模机构的设计27挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3.8.1 脱模机构的设计要求27赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3.8.2 脱模机构的分类27塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3.8.3 推出机构的设计28裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3.8.4 推件板和型芯的配合形式29仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。3.8.5 推板与推件板的固定连接形式29绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。3.8.6 推出距离的确定29骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。3.8.7 复位机构29瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。3.9 温度调节系统设计30鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。3.9.1 加热系统30栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。3.9.2 冷却系统30辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。第4章 注塑机的校核33峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。4.1 最大锁模力校核33詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.2 注射压力的校核33则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.3 模具厚度校核33胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.4 开模行程的校核33鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。结 论35稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。致 谢36陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。参考文献37沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。第1章 绪论1.1 前言随着我国制造工业的国际地位的不断提高，模具工业得到了飞速的发展，模具的需求量也成倍增加，其生产周期愈来愈短。而模具生产是多品种小批量生产，乃至单件生产。其特点为：品种多样化；生产过程多样化；生产能力复杂化。为解决这一问题，首先要普及CAD技术，利用现代的CAD/CAM/CAE技术，才是经济、快捷的模具开发设计制造手段，也是其今后的发展方向。 钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。模具是汽车、电子、电器、轻工、仪表、航空、塑料等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。用模具加工的零件，具有质量好、生产率高、成本低、节约材料等一系列优点。因此，模具已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具技术已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。国际生产协会报告指出，在目前阶段，工业零件粗加工的75%、精加工的50%都是由模具成型完成的。目前，美国、德国、日本等工业发达国家模具工业产值均已超过其机床总产值；我国台湾地区的模具工业也以每年35%以上的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是飞速地发展，尤其是塑料模具，在模具设计和制造水平上都有了很大进步。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。1.2 模具发展现状及发展方向1.2.1 国内外注塑模具的发展现状注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法，世界上注塑模的产量约占模具产量的百分之五十以上。随着塑料模具设计工业的迅速发展以及塑料制品在航空、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的塑料模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。国外注塑模CAD/CAE/CAM技术研究成果的有关统计数据表明：采用注塑模CAD/CAE/CAM技术能使设计时间缩短50%，制造时间缩短30%，成本下降10%，塑料节省7%。注塑模计算机模拟技术正朝着与CAD/CAE整体集成化方向发展，注塑模CAD所构造的几何模型为实现注塑模CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息，注塑模CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析，为塑料制品的设计、材料的选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，已发展和运用得相当成熟，且应用得非常普遍。但随着塑料制品应用的日益广泛，人们对其在精度、形状、功能和成本等方面提出了更高的要求，因而在传统注塑成型技术的基础上，又发展出了一些新的注射成型工艺，如气体辅助注射、多点进料注射、层状注射、熔芯注射、低压注射等，以满足不同领域的需求。所有这些均需要注射模具设计与制造体系做出相应的调整以满足成型要求。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。主球的目标是提高产品质量及产品生产率。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业生产管理方面，也越来越多地采用以设计为主、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调更专业化。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。我国注塑模具行业及其发展需要和国外先进水平相比，还存在了一些问题。例如我国工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为生产多用，因此就难以承担较大的项目。另外，我国供需矛盾一时难以解决。2010年国产塑料模具国内市场满足率只有74.7%，其中大型、精度模具满足率还要低，估计不足60。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。1.2.2 国内外注塑模具的发展趋势随着模具技术的发展，世界各国对模具工业的发展都十分重视，但由于基础和体制的不同，其发展速度及发展水平也有明显的差距。当今世界模具工业的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术发展的领头羊，占据了世界模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年这些国家把CAD/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展如日中天。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。展望我国塑料模具的未来，应从提高技术水平着手，一方面发展专业模具厂的技术优势，进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力：灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。1)开发大型、精密、复杂的模具，实现模具国产化；2)发展CAD/CAM/CAE等先进模具设计和制造技术；3)实现模具标准化、专业化、商品化生产；4)加大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造的先进技术。第2章 塑件工艺分析2.1 塑件分析2.1.1 塑件二维图及三维立体图图2.1 二维图图2.2 防护罩三维立体图2.1.2 塑件工艺分析罩壳选用的材料是ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)，该产品在使用过程中需要经常接触工作部件，为防止罩壳磨损，塑件的厚度必须均匀，如果可能，应该没有接触痕，不充分熔合的熔接痕容易形成薄弱的部位，所以应尽量避免。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。2.2 塑件原料的材料特性、成型性能与工艺参数ABS化学名称：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为Acrylonitrilr-butadiene-styenecolymer,简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛非通用塑料之一。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。2.2.1 塑件材料特性(1)一般性能塑料ABS无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/cm3,收缩率为0.4%0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性250。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。(2)力学性能塑料ABS有优良的力学性能，其冲击强度非常好，可以在极低的温度下使用；塑料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。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。(3)电学性能ABS的绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度的影响，适用于在大多数环境下使用。(4)环境性能塑料ABS不受水、无机盐、碱和多种酸的影响，但可溶于醛类、酮类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力而开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易发生降解，变硬发脆，在户外半年后，其冲击强度下降一半。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。2.2.2 塑件材料注塑工艺ABS树脂是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的三元共聚物。其中A代表丙烯睛、B代表丁二烯、S代表苯乙烯。ABS树脂具有三种组份的综合性能、A可以提高耐油性、耐化学腐蚀性，从而具有一定的表面硬度；B使ABS呈现橡胶态的韧性，提高了冲击韧性；S使ABS塑料呈现出较好的流动性，使之具有热塑性塑料成型加工的良好性能。ABS塑料在我国主要用于制造仪器仪表、家用电器、电话机、电视机等的外壳及电镀用的ABS塑料，使其赋予金属光泽，ABS用于代替金属。我厂生产的各类型号电冰箱的内胆及各种塑料制品中，ABS注塑制品占电冰箱塑料制品总数的88%以上。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。2.2.3 塑件的成型工艺参数确定查塑料模具标准件及设计应用手册得到ABS(抗冲)塑料的成型工艺参数如下：密度： 1.011.05g/cm3；收缩率： 0.3%0.8%；预热温度：8085；预热时间：23 h；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：60100Mpa；成型时间：注射时间：2090 s； 保压时间：05 s； 冷却时间：20150 s；成型周期：4070 s；螺杆转速：3060 r/min；后处理： 方法：红外线烘箱； 温度：70；第3章 模具设计3.1 注塑设备选择3.1.1 估算塑件质量通常保证制品及浇注系统所用的塑料量不能超过注射机允许的最大注射量的80%，否者会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷1。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。(1)计算单个塑件的体积。通过Pro/ENGINEER软件测塑件的体积如图3-1得：V=10.541图3-1 塑件体积(2)计算单个塑件的质量。计算塑件的质量是为了选择注射机及确定型腔数。由手册差的ABS的塑料密度=1.03g/cm3，所以，塑件质量为。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。=V=10.5411.03=11.068(g)塑件形状较简单，质量较小，生产批量小。考虑到塑件的侧面有10mm的圆孔，需侧向抽芯。同时，考虑到塑件尺寸，模具结构尺寸大小的关系，以及制造费用和各种成本费用的因素。防护罩成型采用一模两腔的模具结构。型腔布置采用左右对称平衡式排列。这样也有利于两型腔均衡进料和模具受力平衡，从而保证制品质量的统一和稳定。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。浇注系统冷凝料的质量(取塑件总体积的0.21倍1，这里取0.3)。=2V0.3=10.54120.3=6.324(3-1)=6.3241.03=6.513g(3)塑件成型每次需要的注射量。=2V+=210.541+6.324=27.406(3-2)根据注射量，初选螺杆式注射机，选择G54-S200/400型号，满足注射量小于或等于注射剂允许的最大注射量80%的要求2，G54-S200/400型号注射机主要参数如下边镞锊过润启婭澗骆讕瀘。表3-1 注塑机技术规范及特性型号G54-S200/400螺杆(柱塞)直径mm55最大理论注射容量g (或cm3)200/400型号G54-S200/400注射压力/MPa109锁模力kN2540最大注射面积cm2645最大模具厚度H/mm406最小模具厚度H1/mm165模板最大距离L0/mm260模板行程L1/mm666喷嘴圆弧半径R/mm18喷嘴孔径d/mm4喷嘴移动距离mm310推出形式动模板没设推板，开模时，模具推杆固定板上的推杆通过动模板与推板相碰，机械推出塑件。其他动模板分固定及可移两块，两者最大调节距离75mm。设有装模用垫板可进一步调节模具允许高度范围。3.2 模具的基本结构3.2.1 确定成型方法塑件采用注塑成型法生产。为保证塑件表面质量，使用点浇口成型，因此模具应为双分型面注射模(三板式注射模)。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。3.2.2 型腔布置根据初选G54-S200/400型螺杆式注射机，注射机主要参数如表3-1所示按注射机最大注射注射量确定型腔数。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。 (3-3)式中 M注塑成型塑件单件的质量或体积； M浇浇注系统及飞边的质量或体积； Mmax注射机的最大注射量；K 注射机注射量的理论利用系数，一般取0.8；n1型腔数。= 20.1 (3-4)因此满足一模两腔的要求，其布置如图3-2所示：图3-2 型腔布置3.3 分型面的确定3.3.1 分型面的选择原则分开模具取出塑件的面，通称为分型面。注塑模有一个分型面和多个分型面的模具。分型面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种。分型面的形状有平面和曲面等。分型面设计得是否得当，对制件质量、操作难易、模具结构复杂性有很大影响，主要应考虑以下几点2。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。1)塑件在型腔中放置方位的确定；2)分型面形状的确定；3)分型面位置的选择。分型面的选择应遵循以下基本原则：分型面应选择在制件的最大截面处；尽可能使制件在动模一侧；利于保证制件的质量；利于保证塑件的尺寸精度；利于排气；利于简化模具结构。3.3.2 分型面的确定塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，如图3-3所示。图3-3b的分型面选择在轴线上，这种选择会使塑件表面留下分型面痕迹，影响塑件表面质量，同时这种分型面也使侧向抽芯困难；图3-3a的分型面选择在下端面，这样的选择使塑件的外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件大部分外表面光滑，仅在侧向抽芯处留有分型面痕迹。同时，侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。因此，塑件选择如图3-3a所示的分型面。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。图3-3 分型面选择3.4 浇注系统的设计浇注系统设计是注塑模具设计的一个重要环节，它直接影响注射成型的效率和质量。设计时一般遵守以下原则3。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。(1)必须了解塑料的工艺特性。设计者应深入了解塑料的工艺性。分析浇注系统在充模、保压补缩和倒流各阶段中型腔内塑料的温度、压力变化情况，以便设计出适合塑料工艺特性的理想浇注系统，保证塑件的质量。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。(2)排气良好。浇注系统应顺利的引导熔体充满型腔，料流快而不紊乱，并能把型腔内的气体顺利排出。(3)塑料耗量要少。在满足各型腔充满的前提下,浇注系统容积尽量小,以减少塑料的耗量。(4)热量及压力损失要小。为此浇注系统流程应尽量短,断面尺寸尽可能大,尽量减少弯析,表面粗糙度要低。3.4.1 主流道的设计主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因之与熔融塑料，注射击机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。(1)主流道尺寸为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为26，小端直径比注射机喷嘴直径大0.51mm。由于小端的前面是球面，其深度为35mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。流道的表面粗糙度值为0.08m 4。穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。根据注射机型号为G54-S200/400型号注射机，该型号注射机喷嘴的相关参数可见表3-1所示。其尺寸为喷嘴半径=18mm，喷嘴直径=4mm。 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。根据主流道与喷嘴的关系；R=+(12)mm，d=+(0.51)。取主流道球面半径；R=20mm。取主流道的小端直径；d=4.5mm。为便于凝料取出，主流道采用=6的圆锥孔，上部与注射机喷嘴相配合。(2)主流道浇口套主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度为5357HRC3。主流道浇口套及其固定形式如图3-4所示。浇口套与定位圈可以设计成整体形式，用螺钉固定于定模座板上，一般只用于小型注射模；浇口套与定位圈也可以设计成两个零件的形式，以台阶的方式固定在定模座板上。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。浇口套与模板间的配合采用的过渡配合，浇口套与定位圈采用的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。图3-4 主流道浇口套3.4.2 浇口设计(1)浇口形式的选择由于塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具机构简单。根据已确定分型面的位置可选择点浇口的形式。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。点浇口又称针点浇口，是一种截面尺寸很小的浇口，因此又称小浇口。点浇口由于截面尺寸小具有许多明显的优点：由于浇口尺寸小，熔料流经浇口的速度明显增加，这使得熔料受到的剪切速率提高，熔体表观黏度下降。同时，由于高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度下降，这使熔体的流动性提高，有利于型腔的充填。便于控制浇口凝固时间，即保证补料，又防止倒流，保证了产品质量，缩短了成型周期，提高了生产效率。点浇口浇注系统脱模时，浇口与制品自动分开，这便于实现塑料件生产过程的自动化。浇口痕迹小，容易修整，制品的外观质量好。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。但是，点浇口也有一些不足之处，如对注射压力要求高，模具结构复杂，不适合高粘度和对剪切速率不敏感的塑料熔体等。嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。(2)进料位置的确定。根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料的位置设计在塑件的球头顶部。(3)浇口尺寸的确定。塑料/壁厚3PS、PE0.50.70.60.90.81.2PP0.60.80.71.00.81.2HIPS、ABS、PMMA0.81.00.91.81.02.0PC、POM、PPO0.91.21.01.21.21.6PA0.81.21.01.51.21.8查表3-2可知点浇口尺寸的要求，依次设计点浇口直径为0.8mm，点浇口长度设计为1mm，头部半径2mm，锥角6 。 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。表3-2 点浇口直径直径尺寸3.4.3 分流道设计分流道是指将从主流道来的塑料沿分型面引入各个型腔的那一段流道，因此它开设在分型面上。(1)分流道的形状和尺寸分流道的断面可以呈圆形、六边形、半圆形、梯形、矩形、U字型等，如图3-5所示。其中圆形、六边形，需在动模和定模两边同时开槽组合而成；其余断面可以单开在定模一边或动模一边。齡践砚语蜗铸转絹攤濼。图3-5 分流道截面的形状如图3-5，梯形的侧面倾角常取，底部以圆角相连。按照经验，根据成型条件不同，梯形小边长也可在510mm内选取。本设计采用半圆截面流道，其半径R为3.5mm。绅薮疮颧訝标販繯轅赛。(2)分流道的长度根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、两次分流道甚至三次分流道。分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。分流道的长度根据型腔的多少和型腔的大小而定。本设计分流道长度取决于浇口的位置，末端延伸部分其冷料穴作用。饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。(3)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，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度数值不能太小，一般值为0.16m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却，皮层固定，形成绝热层。烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。(4)分流道的布置分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式两种，这与多型腔的平衡式与非平衡式的布置是一致的。该模具的分流道布置为平衡式布置。鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。所以，塑件采用点浇口成型。点浇口直径为0.8mm，点浇口长度为1mm，头部球R为2mm，锥角为6。分流道采用半圆截面流道，其半径为3.5mm。主流道为圆锥形，下部直径为8mm。撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。3.4.4 排气引气系统的设计由于该塑件整体较薄，体积较小，排气量较小，采用点浇口模具结构，属于中小型模具，可以利用分型面及配合间隙自然排气。塑件侧壁有一10的孔，需呀用侧向抽芯机构。因此可以利用分型面的配合间隙、侧向型芯与模板的配合间隙进行排气，其配合不能超过0.03mm，一般取0.020.03mm。踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。该塑件属于薄壳类塑件，塑件侧壁有10的侧孔，在开模及脱模过程中不会形成真空负压的现象，因此不需要设计引气系统。婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。3.5 成型零部件的设计与计算3.5.1 成型零部件的设计要点构成模具型腔的零件统称为成型零件，它主要包括凹模、凸模、型芯、镶块、各种成型杆和成型环。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制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度(一般在0.4m以下)，以保证塑料制品表面的光亮美观、容易脱模5。譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。3.5.2 成型零部件的结构设计1、型腔的设计型腔零件是成型塑件外表面的主要零件。按结构不同可分为：整体式型腔结构、组合式型腔结构。组合式型腔结构是指型腔是由两个以上的零部件组合而成。按组合方式不同，组合式型腔结构可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶嵌式和四壁拼合式等形式。俦聹执償閏号燴鈿膽賾。本设计型腔由定模板和侧滑块两部分组成，属于整体式结构，定模板和侧滑块构成塑件的侧壁，其余均在定模板上成型。缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。2、型芯的设计成型塑件内表面的零件称为型芯，主要分为主型芯、小型芯等。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成型其主要部分内表面的零件称为主型芯，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。主型芯按结构可分为整体式和组合式两种形式。整体式主型芯，其结构牢固，但不便于加工，消耗较多的模具钢，主要用于工艺实验或小型模具上的简单型芯。组合式主型芯结构，是将型芯单独加工后再嵌入模板中5。癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。采用组合式主型芯结构的注意点：(1)当小型芯靠主型芯太近时，在热处理时薄壁部位易开裂，应将大的型芯制成整体式，再嵌入小型心。(2)在设计型芯结构时，应注意塑料的飞边不能影响脱模取件。小型芯是用来成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造后，再嵌入模板中。其连接方式有以下两种：1)最简单的是用静配合直接从模板上面压入。这种结构当配合不紧密时有可能被拔出来，如在型芯的下部铆接，则可克服上述缺点。鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。2)最常用的是轴肩和垫板连接。对于细而长的型芯，为了便于制造和固定，常将型芯下段加粗或将小型芯做的较短。榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。本模具成型一个制件需要一个主型芯和一个侧型芯，属于中等复杂程度。主型芯是一个整体式型芯，由动模板上的孔固定，型芯与推件板采用锥面配合以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。其结构如图3-6所示。逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。侧型芯其结构如图3-7所示。图3-6 主型芯图3-7 侧型芯3.5.3 侧向抽芯机构及锁紧机构的设计塑件的侧面有10mm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模扳上，滑块装在推件板上5。幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。左右滑块对应分布2个型腔，因此滑块宽度相对较小，滑块采用单斜导柱进行驱动。合模后采用嵌入式楔紧块进行锁紧，开模后采用弹簧拉杆进行定位，这样简化了模具结构。但在模具安装时，左右滑块应水平安装，以保证定位可靠。如图3-8所示。誦终决懷区馱倆侧澩赜。1 抽芯零件尺寸的确定(1) 抽芯距侧向抽芯距一般比塑件上的侧孔深度达23mm，有时候在结构需要允许的情况下，侧向抽芯距里比塑件上的侧孔深度大58mm也可。但是不能大太多，以免浪费材料和削弱结构强度和刚度。医涤侣綃噲睞齒办銩凛。本设计塑件壁厚为1.5mm，故侧向抽芯距取58mm均可。此处选8mm。图3-8 滑块导向机构(2) 脱模力的计算由于防护罩侧孔壁厚度较薄，尺寸小，可以得知其拔力很小。斜导柱强度足够，无需计算(3) 斜导柱倾斜角斜导柱倾斜角选择要综合考虑抽芯距和斜导柱的直径，但是一般范围为1215。本设计选取15。(4) 斜导柱直径因为侧向抽芯面积不大，所以抽芯力不大。因此斜导柱选择不需要进行计算。但是考虑到滑块较高，所以选择直径为15mm的斜导柱5。舻当为遙头韪鳍哕晕糞。(5) 斜导柱长度斜导柱的长度见图3-9其工作长度与抽芯距离有关4。斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾斜角以及斜导柱固定板的厚度等有关。斜导柱的总长度为鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。(3-5)式中 斜导柱总长度，(mm)；斜导大端直径，(mm)；斜导柱固定板厚度，(mm)；d斜导柱工作部分直径，(mm)；S抽芯距， (mm)；斜导柱倾斜角。的计算： =S/sin=8/sin15=31mm 。(3-6)的确定：主要由模板厚度、侧向抽芯形式和斜导柱规格决定的。斜导柱直接安装在模板上，所以斜导柱安装部分需要60mm。筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。综合以上计算，斜导柱总长要95mm左右，(斜导柱球头长度取4mm)。（6） 滑块尺寸滑块的高度主要由制品决定，所以取滑块高度为40mm。滑块宽度和长度的选取要考虑导滑孔5。一般来说，滑块上标注A的位置图3-9 抽芯时斜导柱总长在工作时会受力，尺寸要选择大一点，至少要15mm左右。标注的位置基本不受力，尺寸选择小一点，一般选择10mm ,如图3-10所示。但是滑块较高时，由于受力分散，A和B都可以适当减少。A和B都选10mm左右，并进行规整。这样可以确定滑块宽度和长度。韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。滑块压紧角要比斜导柱倾斜角大，这样才不会卡死滑块。这里取16。滑块导轨高度一般选择3mm、5mm、7mm、8mm。小滑块受尺寸限制，一般选35mm，大滑块选58mm。虽然滑块不大，但是相对滑块本身来说高度较高，故导轨厚度选择7mm。导轨宽度一般为35mm，滑块较小，宽度选3mm。涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。(1)斜导柱的结构设计斜导柱工作端的端部可以设计成锥台形或半球形3。由于半球形加工时较困难，所以绝大部分均设计成锥台形。钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。图3-10 滑块宽度与长度的选择在特殊情况下，为了使滑块的运动滞后于开模动作，便于分型面先打开一定的缝隙，让塑件与凸模之间先松动之后再驱动滑块做侧抽芯，即抽芯动作滞后于开模动作，这时斜导柱与滑块上斜导孔之间的间隙可放大至23mm。 戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。根据以上计算和选择，滑块尺寸可以确定，如图 3-11所示。图3-11 侧滑块零件图对这副模具的侧向抽芯机构做如下说明:侧滑块安装在推板上，开模是推件板推出塑件，滑块也会跟随推件板运动；斜导柱安装在中间板上；滑块的定位零件为弹簧拉杆。購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。3.5.4 成型零部件的尺寸计算计算模具成型零件的基本公式为4 LM=Ls+LsS (3-7) 式中 模具成型零件在常温下的实际尺寸； 塑料在常温下的实际尺寸； S塑料成型的收缩率，%。ABS的平均收缩率为0.6%，模具最大磨损取制件公差的1/6，模具的制作工差=/3.该模具成型零件的尺寸按平均收缩率公式进行计算。嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。1 型腔尺寸的计算(1)径向尺寸的计算 (3-8)式中 型腔径向工作尺寸，mm； 塑件径向极限尺寸，mm； 模具制造精度，选取(1/31/5)，尺寸较大、精度较低时取最大值，反之取小值(这里去1/3);虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。 塑件的平均收缩率； 塑件的尺寸公差，mm； 修正系数，取1/23/4，公差值大取小值，反之取大值(这里取3/4)；=2)深度尺寸的计算式中 型腔高度工作尺寸，mm；塑件高度极限尺寸，mm； 修正系数，取1/23/4，公差值大取小值，反之取大值(这里取2/3)。= =2. 型芯尺寸的计算1)径向尺寸的计算 式中 型芯径向工作尺寸，mm； 塑件径向极限尺寸，mm； 修正系数，取1/23/4，公差值大取小值，反之取大值(这里取3/4)；=2)深度尺寸的计算式中 型芯高度工作尺寸，mm； 塑件高度极限尺寸，mm； 修正系数，取1/23/4，公差值大取小值，反之取大值(这里取2/3)；=3.6 模架的确定和标准件的选用3.6.1 确定模架确定模架组合形式根据前面的分析，防护罩塑件为薄壳塑件，一模两腔，采用点浇口成型，因此模具应为双分型面注射模，因此可选用点浇口基本型DB型。点浇口基本型DB型模架的结构特征是在直角口基本型的基础上增加了一快推料板和拉杆导柱。适用于立式与卧室注射机，其功能和用途符合要求6。與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。确定模架类型模具结构为双分型面注射模。采用拉杆导柱和小拉杆控制分型面的打开距离，分型面(推料板和定模板的接触面)的打开距离应大于40mm，方便取出浇口。分型面的打开距离应大于65mm，以便取出制件。結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。根据以上内容计算确定之后，选用点浇口DB型模架，代号为DB2030-7030100GB/T12555-2006.即模架的参数为：模板宽度200mm，长300mm，定模板厚度A=70mm，动模板厚度B=30mm，垫块厚度C=100mm，点浇口基本型DB型模架。餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。模具外形尺寸为长L=300mm、宽B=200mm、高H=325mm。检验所选模架根据初选注射机G54-S200/400型号的螺杆式注射机，设备主要技术参数如表3-3。校核所选模架与注塑机之间的关系，如表所示爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。表3-3 模架与注塑机之间关系的校核设备参数模架规格校核结论最大开模行程/mm260取件所需空间/mm130适合最大模厚/mm406模具闭合高度/mm25适合最小模厚/mm165结论；选用标注模板规格，模架DB2030-7030100GB/T12555-2006可以满足要求。模架的结构如图3-12所示。锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。图3-12 模架的结构3.6.2 小拉杆的设计小拉杆的设计要点：1） 小拉杆直径确定：小拉杆是定距分型机构中限制流道推板和定模板之间开模距离的零件，它用螺钉紧固在流道推板上。其直径可按表3-4选曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。表3-4 小拉杆直径设计 模架宽度300以下300450450600600以上小拉杆直径2)小拉杆数量的确定：模宽小于或等于250mm时取两支，模宽大于250mm时取四支，注意小拉杆的位置不要影响流道凝料取出7。轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。3)小拉杆行程B=浇注系统凝料总长+(2035)。4)T形套行程C=610mm。本模具选用的模架宽度为250mm，所以小拉杆直径为16。小拉杆的结构如图3-13所示。图3-13 小拉杆3.7 合模导向和定位机构的设计3.7.1 概述塑料模闭合时，为保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向、位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设24对互相配合的导向柱和导柱孔8。嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。导向机构主要有导向、定位和承受注塑时产生侧压力三个作用。(1)导向作用动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具，或因定位不准而相互碰伤。因此，设在型芯周围的导柱应比主型芯至少高出68mm。讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。(2)定位作用在模具闭合后，使型腔保持正确的形状，保证由动定模合模构成的尺寸精度。例如，定位不准确会引起桶形塑件壁厚不均，尺寸精度下降。 兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。(3)承受注塑产生的侧压力当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑料时，都会产生单向侧压力。当侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需要增设锥面或斜面进行定位。例如，采用圆锥面作为分型面可以起到很好的定位作用。繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。3.7.2 导向机构设计本模具有两个分型面，包括两个零部件的导向：1)推料板的导向2)顶出机构的导向 1 导柱的设计(1)导柱的设计要点1） 直径和长度导柱的直径在1263mm之间时，按经验直径和模板宽度之比为，圆整后取标准值20mm。2） 形状导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，锥形头高度取与其相邻圆柱直径的1/3，前端应倒角，使其能顺利进入导向孔。鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。3） 公差配合安装段与模板采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔采用间隙配合H7/f7。4） 粗糙度固定段表面用Ra1.6m，导向段表面用Ra0.8m。5)材料导柱应该具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用低碳钢渗碳。6） 数量及布置导柱应合理均匀地分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度。导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置的方式。眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。(2)导柱的结构形式导柱的结构一般有三种， 1)带头无轴肩导柱2)带头有轴肩导柱3)限位导柱图3-14 导柱的结构形式(3)导柱的选择选用如图3-14所示的拉杆导柱。拉杆导柱的作用：1)支承模板及推料板的重量 2)导向作用(4)导柱的位置因罩壳注塑模具模座较小，通常用大拉杆(拉杆导柱)导向代替导柱导向，其位置也于标准模座的导柱位置，如图3-16所示。闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。当设计较大产品模具时，则要保留导柱。图3-15 拉杆导柱装配图图3-16 大拉杆的位置2 导向孔的设计(1)导向孔的结构形式导向孔有无导套和有导套两种。无导套是导向孔直接开设在模板上，这种形式的孔加工较简单，适用于批量小、精度要求不高的模具的生产。导套的典型结构如图3-17所示。图3-17(a)为直导套，结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫块的场合；图3-17(b)(c)为带头导套，结构较复杂，用于精度较高的场合，这种导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工，其中图3-17(c)用于两块板固定的场合。檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。图3-17 导套的结构形式 (2)导套结构和技术要求1)形状为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最好做成通孔，以利于排出孔内的空气。2)材料可用与导柱相同的材料，或用铜合金等耐磨材料制造导套，但其硬度应略低于导柱硬度，这样可以减轻磨损，以防止导柱或导套拉毛。鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。3)固定形式及配合精度直导套用H7/r6过盈配合镶入模板，为了增加导套想入的牢固性，防止开模时导套被拉出来，可以用止动螺钉紧固。弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。带头导套用H7/m6或H7/k6过渡配合镶入模板，导套固定部分的粗糙度值Ra=0.8m，导向部分粗糙度值为Ra=0.40.8m，这里取0.6m。调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。3 导柱与导套的配用由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构不同。导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定。常见的配合形式如下：1)带头导柱与模板上导向孔配合；2)带头导柱与直导套的配合；3)带头导柱与带头导套的配合；4)有肩导柱与直导套