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机械毕业设计论文
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模具毕业设计3灯盖的注塑模设计,机械毕业设计论文
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本 科 毕 业 设 计 题目 ： 灯盖的注塑模设计 学 院： 工学院 姓 名： 学 号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 指导教师： 职 称： 高级实验师 二 0 一 四 年 五 月 nts 目录 摘 要 . 1 Abstract . 2 1 绪论 . 3 1.1 模具和模具工业 . 3 1.2 塑料 成型模具的分类 . 3 1.3 塑料的基本组成与分类 .3 2 塑件设计及分析 .4 2.1 制品材料性能 . 4 2.1.1 ABS 的成型特性与工艺参数 . 4 2.1.2 收缩率 . 4 2 2 制件分析 . 5 2.2.1 制品形状 . 5 2.2.2 尺寸精度 . 6 2.2.3 表面质量 . 6 3 注塑模结构 . 7 3.1 注 塑 模具结构组成及典型结构 . 7 3.2 热塑性塑料注 塑 模的特点 . 7 4 注塑成型原理及工艺分析 . 8 4.1 注塑成型原理 . 8 4.2 注塑 成型 工艺 . 8 4.3 注塑成型的工艺参数 . 8 5 注塑机的选择 . 9 5.1 注塑机简述 . 9 5.2 注塑机的类型 . 9 5.3 注塑机的组成 . 9 5.4 最大注 塑 量 的确定 . 9 5.5 注 塑 压力的确定 . 10 5.6 所需锁模力的确定 . 10 nts 5.7 初选注塑机 . 10 6 成型 零部 件设计 . 11 6.1 成型 零 部 件的结构设计 . 11 6.1.1 凹模 和凸模 的结构设计 . 11 6.2 成型 零部 件的材料选择 .11 6.3 成型 零部 件钢材的热处理要求 . 13 6.4 型腔、型 芯工作部位尺寸的确定 . 14 6.5 成型 零部 件配合尺寸的公差要求 . 15 7 分型面的设计 .17 7.1 塑料制件 在 模具中 的位置 . 17 7.1.1型腔数目的确定 .17 7.1.2塑件 在 模具中 的位置 .17 7.2 分型面的形式 . 17 7.3 分型面的 设计 原则 . 17 7.4 分型面的选择 . 18 8 浇注系统的设计 . 19 8.1 普通 浇注系统 的组成及 设计原则 . 20 8.2 主流道设计 . 20 8.3 分 流道设计 . 20 8.3.1 分流道 的形状与尺寸 . 20 8.3.2分流道 的 长度 . 20 8.3.3分流道在分型面上的布置 . 21 8.4 浇口的设计 . 21 8.4.1 浇口的 形式及 选择 . 21 8.4.2 浇口位置选择 . 21 8.5 冷料穴和拉料杆的设计 . 22 9 推出结构的设计 . 23 9.1 合模导向机构的设计 . 23 9.2 推出机构的 结构 组成 . 23 9.3 推出零件尺寸的计算 . 23 9.4 推出机构的设计 要求 . 24 9.5 推 出 力的计算 . 24 9.6 确定推出方式及推杆位置 . 24 9.7 复位杆的设计 . 24 10 冷却系统的设计 . 25 10.1 模温对制品质量和生产效率的影响 . 25 10.1.1 温度对制品质量的影响 . 25 nts 10.1.2 温度对制品生产效率的影响 . 25 10.2 模具冷却系统的设计 . 25 10.2.1 冷却水口的设计 . 25 10.2.2 冷却回路的设计 . 26 11 制品的脱模设计 . 27 11.1 脱模结构的设计原则 . 27 11.2 脱模结构的分类 . 27 12 模 架的选择和注塑机的校核 .28 12.1 选择模架 . 28 12.2 注 塑 机性能参数校核 . 29 12.2.1 注 塑 量、锁模力、注 塑 压力、模具厚度的校核 . 29 12.2.2 开模行程的校核 . 29 12.2.3 模具在注 塑 机上的安装 . 29 13 模具的装配 . 30 13.1 装配顺序 . 30 13.2 开模过程分析 . 30 总结 . 31 参考文献 . 32 感谢 . 33 nts 1 摘 要 本次设计以 灯 盖模具为主 线，综合了成型工艺分析，模具结构设计， 对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核 ,都有详细的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。 能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时 学习了模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。同时引用了 CAD、 PROE 等技术，使用 Office 软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率。 关键词： 模具；注塑模；塑料模具；灯盖 nts 2 Abstract This design by lights cover mold as the main line, combined the molding process analysis, die structure design, tooling gating system, its molding part of the structure, ejector system, cooling system, the injection molding machine selection and related parameters of checking, have detailed design. Through the whole design process shows that the mold can achieve this plastic parts required processing technology. Can be a very good learning governing effect. In the design of the die while learning to mould the general design methods, steps, mold design of common formula, data, the die structure and parts. Meanwhile quoted the CAD, PROE technology, such as using Office software, strive to achieve reduce labor intensity, improve work efficiency. Keywords: mold； injection molding； plastic mould； lights cover nts 3 1 绪论 1.1 模具和模具工业 模具 是 指 利用其 本身 特定去成型具有一定形状和尺寸制品的工具。 在现代工业生产中， 60%至 90%的工业产品都需要使用模具，模具产业已成为工业发展的基础。 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大 近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业 已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、 Pro/Engineer、 I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow、 C-Flow、 DYNAFORM、Optris和 MAGMASOFT 等 CAE软件。可以预言，随着工业生产的不断发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。 1.2 塑料成型模具的分类 按照塑料制件成型的方法不同，塑料成型模具通常可以分为注塑模、压缩模、压注模、挤出模和气动成型模。其中，注塑模又称注射模。塑料注塑成型实在金属压铸成型的基础上发展起来的，成型所使用的设备是注塑机。注塑模通常适合于热塑性塑料的成型，热固性塑料的注塑成型在推广和应用中。塑料注塑成型是塑料成型生产中自动化程度最高、采用最广泛的一种成型方法。 1.3 塑料的基本组成与分类 塑料是一种以合成树脂（高分子聚合物）为基体的固体材料，除了合成树脂作为基体外，还有某些特定用途的添加剂（少数情况下可以不用添加剂）。合成树脂实质上是高分子物质或其预聚体，它是塑料的基材，对塑料的物理、化学起着决定作用。合成树脂常呈液体状、粉状或颗粒状，不能直接应用，需要通过一 定的加工工艺将它转化为塑料和塑料制件后才能使用。相对于合成树脂，塑料添加剂有很多种，比如增塑剂、填料、稳定剂、润滑剂和着色剂等等。 nts 4 2 塑件设计及分析 2.1 制品材料性能 本塑件采用 ABS 材料，下面对其成型特性进行分析。 2.1.1 ABS的成型特性与工艺参数 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物 ABS 树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 ABS 树脂 具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。 ABS塑料主要的性能指标： 密度 (Kg.dm-3) 1.13 1.14 收缩率 % 0.30.8 熔 点 130160 热变形温度 45N/cm 6598 弯曲强度 Mpa 80 拉伸强度 MPa 3549 拉伸弹性模量 GPa 1.8 弯曲弹性模量 Gpa 1.4 压缩强度 Mpa 1839 缺口冲击强度 kJ/ 1120 硬 度 HR R6286 体积电阻系数 cm 1013 击穿电压 Kv.mm-1 15 nts 5 介电常数 60Hz 3.7 ABS的注射成型工艺参数 : 注塑机类型：螺杆式 喷嘴形式： 通用式 料筒一区 150 170 料筒二区 180 190 料筒三区 200 210 喷嘴温度 180 19 模具温度 50 70 注塑压 60 100 保压 40 60 注塑时间 2 5 保压时间 5 10 冷却时间 5 15 周期 15 30 后处理 红外线烘箱 温度 （ 70） 时间 （ 0.3 1） 2.1.2 收缩率 ABS具有较高的机械强度，流动性好，易于成型，成型收缩率小，理论计算收缩率为 0.55%，溢料值为 0.04mm，比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定，表面光泽。 nts 6 2 2 制件分析 2.2.1 制品形状 灯盖的结构、尺寸如 图 1所示。从外形上看，该制品几乎为圆弧状，在其内侧有一个有一定高度的圆环。 图 1 制品三视图 2.2.2 尺寸精度 根据制品图可知，该制品的复杂程度一般。重要尺寸包括： 35mm、 21mm、58mm、 R8mm、 R15mm、 3mm 、 5mm等，尺寸精度为 3 5级，可取 4级 。制品壁厚最大处为 7mm，最小处为 1mm，壁厚虽不是很均匀，但整体较薄，有利于成形。 2.2.3 表面质量 该制品的外表要求光滑、无毛刺，没有其他特殊要求，是比较容易实现的。 通过以上分析可知，制品的总体要求不是很高，加工和成形都可以得到保证。 nts 7 3 注塑模结构 3.1 注塑模具结构组成及典型结构 注塑模具可分为动模和定模两大部分，动模安装在注塑机的移动模板上，定模安装在注塑机的固定模板上。注塑时，动模和定模合闭构成浇注系统和型腔，开模时动模与定模分离，取出塑件。 根据注塑模具上各个部分所起的作用，注塑模具的总体结构由八个部分组成： 1成型零部件 2浇注系统 3导向机构 4侧向分型与侧向抽芯机构 5推出机构 6温度调节系统 7排气系统 8支撑零部件 注塑模具典型结构： 单分型面注塑模、双分型面注塑模、斜导柱侧向分型与抽芯注塑模、斜滑块侧向分型与抽芯注塑模、带有活动镶件的注塑模、角式注塑机用注塑 模。其中单分型面注塑模是注塑模中最简单、最常见的一种结构形式，也陈二板式注塑模，其只有一个分型面。因为本设计制品结构简单，故在本设计中，选择用单分型面注塑模。 3.2 热塑性塑料注射模的特点 由于所成型的制品材料的不同，成型时模具温度也各不相同。因此，有的模具要进行冷却降温，而有的模具则需要加热升温。 常用热塑性塑料成型时的模具温度可见表 1所示。 表 1 常用热塑性塑料成型时的模具温度 塑料名称 缩写 模具温度 塑料名称 缩写 模具温度 醋酸纤维素 CA 20 80 氯化聚醚 CPT 80 110 聚氯乙烯 (硬 ) PVC 30 60 聚碳酸酯 PC 90 110 聚苯乙烯 PS 32 65 聚甲醛共聚 POM 90 120 改性聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 40 60 聚三氟氯乙烯 F-3 110 130 nts 8 尼龙 1010 N1010 40 80 聚全氟乙丙烯 F-46 110 130 苯乙烯 -丁烯 -丙烯睛共聚 ABS 50 80 聚苯醚 PPO 110 150 低压聚乙烯 PE 60 70 聚砜 PSF 130 150 4 注塑成型原理及工艺分析 4.1 注塑成型原理 注塑成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度，高质量的制品，而且可加工的塑料品种多和用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。 4.2 注塑成型工艺 注塑成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和塑件的后处理三部分。 4.3 注塑成型的工艺参数 温度、压力和时间是影响注塑成型工艺的重要参数。 1、 温度：在注塑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三种温度，料筒温度、喷嘴温度主要影响塑料的 塑化和流动，模具温度则影响塑料的流动和冷却成型。 ABS 塑料成型中小型塑件时，料筒温度后段为150 170: ，可取 160。中段为 165 180: ，可取 170。前段为 180 200: ，可取 190。喷嘴温度为 170 180: ，可取 175。模具温度为 50 80: ，可取 65。后处理温度为 70。 2、压力：注塑成型过程中的压力包括塑化压力、注塑压力和保压压力三种，它们直接影响塑料的塑化和塑件质量。塑化压力一般为 6: 20Mpa ，可取10 Mpa 。注塑压力一般为 40: 130Mpa ，可取 80Mpa 。保压压力一般为60: 70Mpa ，可取 65Mpa 。 3、时间：完成一次注塑成型过程所需的时间成为成型周期，包括合模时间、注塑时间、保压时间、模内冷却时间和其他时间等。合模时间可取 10s。注塑时nts 9 间一般为 3: 5s，可取 4s。保压时间一般为 20: 25s，可取 20s。模内冷却时间一般为 30: 120s，可取 80s。 5 注塑机与标准模架的选择 5.1 注塑机简述 注 塑 成型机（简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。 5.2 注塑机的类型 根据注塑装置和合模装置的排列方式进行分类，可以分为卧式注塑成型机、立式注塑成型机、角式注塑成型机和多模注塑机等等。 卧式注塑机是使用最广泛的注塑成型设备，它的注塑装置和合模装置的轴线呈一线并水平排列，其优点是便于操作和维修 ，重心低，较稳重，缺点是模具安装较困难。 5.3 注塑机的组成 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。 5.4 最大注塑量的确定 最大注塑量是指注塑机对空注塑的条件下，注塑螺杆或注塑塞作一次最大注塑行程时，注塑装置所能达到的最大住注塑量。设计模具时，应满足注塑成型塑件所需的总注塑量小于所选注塑机的最大注塑量。 注塑机的最大注塑量应大于成型塑料制品所需塑料的熔融量（包括模内浇注系统合飞边在内）。根据生产经验，通常注塑机的实际注塑量最好 为注塑机最大注塑量的 80。因此，选用的注塑机的最大注塑量为： V机 2V塑件 /0.80 式中： V机 最大注塑量（ g）； V塑件 塑件与浇注系统凝料体积和（ cm）； nts 10 经过 Proe计算该塑料制件体积为1V=8.2cm。 由浇注系统尺寸先计算浇注系统 的体积2V=10.2nV=3.28cm， 则总体积 V塑件=2V +1V 2 =3.28+2 8.2=19.68cm 要满足注塑量 V机 V塑件/0.80=19.68/0.8cm=24.6cm 该产品材料为 ABS，查书本得知其密度为 1.03-1.05 3/cmg ，计算其平均密度为 1.04 3/cmg .则总质量为 MV1.04 19.68=20.47g。 式中 1V 单个塑件的体积 2V 浇注系统的体积（在学校设计时 12 2.0 nVV ） n 初步设定的型腔数量（取 2） 5.5 注塑压力的确定 注塑压力是指螺杆或柱塞施加于料筒中熔融塑料上单位面积的压力（ MPa），它用来克服熔料从料筒中注入模具型腔所遇到的一切阻力，并使制品有一定的密度。注塑机的注射压力必须大于制品成型所需要的压力，即不但够用还应有余才保险。应该满足：maxPP 成 型机，其中maxP机表示注塑机最大注塑压力（ MPa）， P成 型表示制品成型所需要的成型压力（ MPa）。 查常用塑料注塑成型时所需的注塑压力表可知，本设计中所用塑料 ABS 成型时的压力为 P成 型=30MPa。 5.6 所需锁模力的确定 锁模力是指注塑机的合模装置对模具所能施加的最大加紧力。型腔压力有顶开模具的趋势，因此所需锁模力应该小于 注塑机的额定锁模力nF，即注射机锁模力必须大于或稍大于塑料充满型腔时注射压力模内产生的张力，即 F机 AP面模式中： F机 注塑机的最大锁模力（ MPa）； P模 塑料成型时型腔压力（ MPa）， ABS的型腔压力 nts 11 P模 = 30MPa； A面 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积之和（ m）。 A面 = 5 8 ( 3 5 2 7 ) / 2 mm=1798 2mm 0.002m2 AP 面模 = 30Mpa 0.002m2 =60KN 5.7 初选注塑机 根据以上分析、计算，查实用模具技术手册表 14-4，初选注射机型号为： XS-ZY-125。其有关参数如下： 结构类型 卧式螺杆式 最大注塑量 / cm 125 cm 螺杆（柱塞）直径 / mm 42 mm 注射压力 / MPa 119 MPa 注射速率 /（ g/s） 60 g/s 塑化能力 /（ g/s） 5.6 g/s 螺杆转速 /（ r/min） 14 200r/min 锁模力 /KN 900KN 最大开模行程 / mm 300 mm 模具最大厚度 /mm 300 mm 模具最小厚度 /mm 200 mm 喷嘴球半径和孔半径 / mm 12mm和 4mm 拉杆内间距 / mm 260 mm 290 mm 锁模形式 液压 -机械 定位圈直径 / mm 100 mm 最大注塑面积 /cm 320 3cm 顶出孔径和孔距 /mm 22 和 230mm 模板尺寸 /mm mm 24 2 0 4 5 0 mm 机器外型尺寸 /mm mm mm 33 3 4 0 7 5 0 1 5 5 0 mm nts 12 6 成型零部件设计 6.1 成型零部件的结构设计 注 塑模具闭合时 ,成型零部件构成了成型塑料制品的型腔。成型零部件主要包括凹模、凸模、型芯、镶件和成型环等。成型零部件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。在上万次、甚至几十万次的注塑周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。成型零件的结构、材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。 6.1.1 凹 模和凸模的结构设计 凹模亦称型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺纹的称螺纹型环；凸模亦称型芯，是成型塑件内表面的零件，成型其主体部分内表面的零件称住型芯或凸模，而成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆，成型塑件上内螺纹的成螺纹型芯。凹、凸模按结构不同主要可分为整体式和组合式两种结构形式。整体式凹凸模结构常用于形状简单的单个型腔、小型模具或工艺试验模具中，故本设计采用整体式凹凸模， 材料选用 45钢调质加工 。 6.2 成型零部件的材料选择 （ 1）机械加工性能良好。 （ 2）抛光性能优 良。 （ 3）耐磨性和抗疲劳性能好。 在实际模具设计中可参考表 6-2选择合适的模具钢材。 本产品采用的原材料 ABS为一般性热塑性塑料。因此，其使用比较广泛，对nts 13 ABS 的几种应用环境及所选用的钢材进行对比后，并在其中选择比较适合本次设计的材料，因此应该选用的钢材型号为 45 钢。由于塑料模具形状往往比较复杂，据统计塑料模具的钢材成本费用占整个模具制造成本不到 20%，而切削加工成本占绝大部分（约 75%），因此选择模具材料时应考虑其加工性能，所以本次设计采用的钢材型号为 45钢。 表 2 塑料模具用钢及适应的工 作条件 钢的类型 牌号 适应的工作条件 渗碳钢 12CrNi2、 12CrNi3A、 20Cr、 20CrMnMo、20Cr2Ni4A 生产批量大，承受较大动载荷，受磨损较重的模具 10、 20 生产批量较小，精度要求不高，尺寸不大的模具 调质钢 45、 55 3Cr2Mo、 40CrNiMoA、 40CrNi2Mo、40CrMnMo、 45CrNiMoVA、 5CrNiMo、5CrMnMo、 40Cr、 4Cr5MoVSi、4Cr5MoVISi、 35SiMn2MoVA 大型、复杂、生产批量较大的塑料注塑模或挤压 成型模 高碳工具钢 Cr12、 Cr12MoV、 CrWMn、 9Mn2V、 9CrWMn、Cr6WV、 Cr4W2MoV、 GCr15、 SiMnMo 热固性塑料模具，生产批量较大，精度要求高及要求高强度、高耐磨的塑料注塑模 耐蚀钢 4Cr13、 9Cr18、 9Cr18MoV、 Cr14Mo、Cr14MoV 要求耐腐蚀及表面要求较高的模具 沉淀硬化不锈钢 17-7PH、 PH15-7Mo、 PH14-8Mo、 AM-350、AM-355 马氏体时效钢 Ni18Co8Mo5TiAL、 Ni20Ti2AINb、Ni25Ti2AlNb、 Cr5Ni12Mo3TiAl 复杂、精密、耐磨、耐腐蚀、超镜面的模具 nts 14 6.3 成型零部件钢材的热处理要求 （ 1）成型件用的钢材均应进行调质处理以消除内应力； （ 2）成型表面有粗糙度要求的非亚光面的零件材料，其热处理后的表面硬度最低不的底于 HRC32，一般均应达到 HRC45 以上，否则难以达到抛光效果； （ 3）精密、复杂、小型的型腔、型芯、镶件可选用 65Nb、 CG-2 和 012Al。 6.4 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 查手册知 ABS塑料的收缩率是 0.3% 0.8%，则 ABS塑料的平均收缩率为 Scp = ( 0.3% + 0.8% ) / 2 = 0.55% 。下表为计算的尺寸。 表 3型腔工作尺寸计算 类别 模具名称 塑件尺寸 计算公式 型腔芯尺寸 型腔的计算 凹模 58 L m + z 0 = （ 1+ Scp）LS 3/4 + z0 0.107058.079 21 Hm+ z0 = （ 1+ Scp） HS 2/3 + z0 0.073020.969 16 0.067015.955型芯的计算 凸模 53 lm0 z = (1+ Scp） lS + 3/4 - z0 00.10753.532 17 hm0 z = (1+ Scp） hS + 2/3 - z0 00.06717.227 14 00.0614.197按照下列公式计算型腔、型芯工作部位尺寸： 型腔径向尺寸 L m + z 0 = （ 1+ Scp） LS 3/4 + z0 型腔深度尺寸 Hm+ z0 = （ 1+ Scp） HS 2/3 + z0 型芯径向尺寸 lm0 z = （ 1+ Scp） lS + 3/4 - z0 型芯高度尺寸 hm0 z = （ 1+ Scp） hS + 2/3 - z0 中心距尺寸 Cm z/2=(1+ Scp)CS z/2 式中： LS 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（ mm）； lS 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（ mm）； HS 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm）； nts 15 hS 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（ mm）； CS 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ mm）； 塑件制品公差（ mm），可查塑件制品尺寸公差数值表（ SJ1372-78）取 MT7获得； z 模具制造公差，按制品公差的 1/4-1/3 选取。根据制品的精度要求，确定模具的制造公差为制品公差的 1/3，即 z=1/3。通常，制品中1 mm 和小于 1 mm 并带有大于 0.05 mm 公差的部位以及 2 mm 和小于 2 mm 并带有大于 0.1 mm公差的部位不需要进行收缩率计算。 6.5 成型零部件配合尺寸的公差要求 1.零件无论凹模、凸模、型芯、成型小型芯（侧型 芯）其固定部分按 H7/m6加工；侧型芯的配合与小型芯的配合相同。 2.料的溢边值。另外，推管与型部分如大型芯与推板的配合为 H8/g7 的滑动配合。但滑动配合的单面间隙，不能大于制品塑芯杆、推管与模板或镶件的配合也用 H8/g7； H8/g7的配合为间隙配合。 型腔型芯即凹凸模如图 2和图 3所示： nts 16 图 2 型腔三视图 nts 17 图 3 型芯三视图 7 分型面的设计 nts 18 在注塑过程中，当注塑成型后，塑件从动、定模部分的接合面之间取出，这个接合面称为分型面。注塑模有时为了结构的需要，在定模或动模部分增加了辅助的分型面，此时将脱模时取出塑件的分型面称为主分型面。分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，不仅关系到直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 7.1 塑料制件在模具中的位置 7.1.1型腔数目的确定 一次注塑只能产生一件塑料产品的模具称为单型腔模具，如果一副模具一次注塑能生产两件或两件以上的塑料产品，则这样的模具称为多型腔模具。单型腔模具塑料制件的形状和尺寸一致性好，成型的工艺条件容易控制，模具结构简单、紧凑，模具 制造成本低，制造周期短。但是在大批量生产的情况下，多型腔模具应是更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。 根据题目要求，考虑到塑件较小，且为不规则弧形，为了平衡，本设计所需要的型腔数目为 2。多型腔模具适用大批量、长期生产的小型塑件。 7.1.2塑件在模具中的位置 本设计中采用一模两腔的形式，故型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防止模具承受偏载而产生溢边现象。可采用 H 型排列，旋转 0180 放模 ，在塑件 23侧小浇口分流道进浇。 7.2 分型面的形式 注塑模具有的只有一个分型面，有的有多个分型面。在多个分型面的模具中，将脱模时取出塑件的那个分型面称为主分型面，其他的分型面称为辅助分型面，辅助分型面是为了达到某种目的而设计的。分型面主要有平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面和瓣合分型面（也称垂直分型面）。本设计采平直面分型面。 7.3 分型面的设计原则 由于分型面受塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结 构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，以选择出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则： （ 1） 分型面应选在塑件 外形 最大 轮廓 处 。 否则 塑件 无法 从型腔中脱出 ， 这nts 19 是最基本的选择原则。 （ 2）分型面的选择应有利于塑件顺利脱模。 （ 3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量。同轴度要求较高的塑件，选择分型面时最好把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧。 （ 4）分型面的选择应有利于模具的加工。 （ 5）分型面的选择 应有利于排气。为了使型腔具有良好的排气条件，分型面应尽量设置在塑料融体流动方向的末端。 7.4 分型面的选择 根据该塑件的结构，为了凝料的取出及制件的合理落料，分型面一般选在塑件的最大截面处。在本设计中，分型面选在开口从上往下第二个平面处，即最大平面。 8 浇注系统的设计 nts 20 8.1 普通浇注系统的组成及设计原则 浇注系统是指模具中注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计是模具设计中的一个重要环节，设计合 理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量、外在质量及模具的结构、塑件的利用率等有较大影响。 对浇注系统进行设计时，一般遵循以下基本原则： （ 1）了解塑料的成型性能。 （ 2）尽量避免或减少产生熔接痕。 （ 3）有利于型腔中气体的排出。 （ 4）防止型芯的变形和嵌件的位移。 （ 5）尽量采用较短的流程充满型腔。 （ 6）流动距离比的校核。 8.2 主流道设计 主流道是指浇注系统中从注塑机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。主流道通 常设计在模具的浇口套中，浇口套常用 T8 或 T10 钢材制作。 为了让主流道凝料能顺利从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，锥角 为 26oo: ，在这里取 04 ，流道的表面粗糙度 0.8Ra m 。 1.为了使凝 料顺利拔出，主流道的小端直径 D应稍大于注射机喷嘴直径 d，通常为 D=d+（ 0.51） mm,查手册可知 XS-ZY-250 型注射机 喷嘴直径d= 4mm，则 D= 5mm； 2.主流道内壁的表面粗糙度应在 Ra0.8um 以下，抛光时沿轴向进行。主流道的长度 L，一般控制在 60mm以内，这里取 L=45mm； 浇口套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理 淬火硬度为 53 57HRC: 。浇口套与模板间配合采用 76Hm的过渡配合，浇口套与定位圈采用 99Hf的配合。本设计中 采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口 。浇口套如图 4所示： nts 21 图 4 浇口套 8.3 分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流通通道。分流道的作用是改变熔体 流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔，设计时应注意减少流动过程中的热量损失与压力损失。 8.3.1分流道的形状与尺寸 分流道开设在动、定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其表面积小，以减小热量损失。常用的分流道截面形状有圆形、梯形、 U 型、半圆形及矩形等几种形式，本设计采用半圆形形状，根据模具实用技术手册表 15-11可知， ABS 的分流道直径为 4.8 9.5: mm，可取 7mm。 8.3.2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、二次分流道甚至三次分流道。分流道的长度应尽可能短，且少弯折，以便于减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和降低能耗。分流道长度 L 的尺寸根据型腔的多少和型腔的大小定为 18mm 。 nts 22 8.3.3分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的 布置形式有平衡式和非平衡式两种。如果型腔呈圆形状分布，则分流道呈辐射状布置；如果型腔呈矩形状分布，则分流道呈非字状布置。根据本设计要求，分流道呈平衡式布置。分流道应遵循两个原则：一个是排列应尽量紧凑，缩小模板尺寸；另一个是尽量使流程短，对称布置，使胀模力的重心与注塑机锁模力的中心一致。故本设计采用非字状布置 ,如图 5所示： 图 5 分流道的布置形式 8.4 浇口的设计 8.4.1浇口的形式及选择 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。点浇口适用于成型各种壳、盒塑件，浇口痕迹较小，易于自动切断， 故 本设计采用点浇口。 8.4.2浇口位置选择 浇口开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大，另外浇口位置的不同还会影响模具的结构。选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺性与工艺特征和成型的质量要求，并分析塑件原材料的工艺特性和塑料熔体在模内的流动状态、成型的工艺条件，综合进行考虑。 （ 1） 尽量缩短流动距离 （ 2） 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷 （ 3） 浇口应开设在塑件壁厚处 （ 4） 考虑分子定向的影响 nts 23 （ 5） 减少熔接痕提高熔接强度 8.5 冷料穴和拉料杆的设计 冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以避免这些冷料注入型 腔，既影响熔体充填的速度，又影响成型塑件的质量。此外，冷料穴还便于在主流道末端处设置拉料杆，注塑结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流
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