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游标卡尺 注塑 模具设计

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内容简介：

摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文的课题是游标卡尺盒注塑模具设计，文中首先对注塑件进行结构、工艺分析，然后通过测绘确定出了塑件的零件图。在已知塑件材料为PP1340的情况下，确定了PP1340的收缩率、塑件的尺寸精度、塑件的表面质量及成型的工艺参数，最后根据这些参数确定了注塑机的类型。在模具设计过程中，首先对分型面及型腔的数目进行确定，选择模架后分别对浇注系统、浇口、导向定位机构、滑块、顶出系统、排气系统、冷却系统进行设计。模具的初步设计完成后，用Solid works软件中的塑料顾问分别对浇口位置、塑料填充、冷却质量、注塑压力等进行分析，来验证模具设计的要否所合理，从而完成模具的设计。关键词：塑料注塑模 塑件工艺分析 模具参数AbstractIn now days, plastic is one of the quickest growing industry of the industry classes in the world, but injection mold is the part of cases what grow more fast. So studying the knowledge of injection mold is good to know more about the process of plastic products, and it also makes sense to improve the products quality.This article is about the injection mold design and this design is for a product of calipers box. Firstly, it produces the moldings structure and technology, and then draw the detail drawing through mapping. In the case of knowing the mold material which is PP1340, the article makes sure of shrinkage, dimensional accuracy, surface quality and technological parameter of molding. At last, on the basis of those parameters choose a right injection molding machine. In the process of design, at first, it makes sure the numbers of molding sand and the location of parting surface. After choosing the moldbase, start to design gating system、pouring gate、guide rail system、sliders、ejection system、exhaust system、cooling system. After finishing the first step of design, using plastic advisor of a part pro/engineer analyses gate location、molding filling、colling quality、injection pressure and so on to make sure the design is or not right. If everything is ok, then finish the design.Key word: plastic mold, technical analysis of molding, mold parameters 目 录引 言1毕业设计任务书2毕业设计指导书4设计说明书7一、设计题目7二、设计过程7（一）、塑件的分析及塑料的成型工艺性能7（二）、塑件的质量与体积计算8（三）、型腔数目的确定8（四）、注射机的选择9（五）、成型部分的尺寸设计 10（六）、零件的加工工艺20（七）、模具加工工艺流程22（八）、模架的选择28（九）、压力机的校核29（十）、PP的成型条件30（十一）、参考文献31设计体会32引 言本说明书为塑料模具注塑模设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：毕业设计任务书，毕业设计指导书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注塑模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到有张蓉老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 毕业设计任务书一、设计题目：游标卡尺盒 材料 (PP) 聚乙烯如图如下： 二、原始数据1、尺寸公差按SJ137278，6级（参考塑料模设计资料一，表6-6）孔类尺寸为正公差，轴类尺寸公差为负公差；2、尺寸公差为；3、角度公差为4、塑胶件表面光亮无划伤痕迹；5、生产批量为20万件。三、设计要求1、尽量选用标准模架，在保证生产率和质量的同时，力求降低模具成本和使用寿命。2、保证模具强度的前提下，注意外形美观和各部分协调。3、所设计的模具要便于搬运和安装，并且方便、可靠。4、模具总装配图、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套等图纸各一张。（其中至少要有一张1号以上的计算机绘图）四、设计目的 综合运用在学校所学的理论知识和技能，设计汽车仪表/电子计时器等塑料模具，使学生熟悉设计开发模具的流程，培养学生的独立思考能力，检验学生的学习效果和动手能力，提高学生的工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。五、设计图纸模具总装图一张、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套、型芯等所有非标准零件图及电子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一张1号以上的计算机绘图）。六、设计说明书（要求不少于1万字，20页以上）1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书要求用计算机打印出来。七、整个设计资料包括：全套图纸、设计计算说明书、设计任务书、设计笔记。八、自选两个重要模具成型零件编制加工工艺过程卡。九、编制模塑成型工艺卡。十、参考资料：1、国家标准总局编。塑料模国家标准 中国标准出版社，19992、陈万林编著塑料模具设计与制作教程北京希望电子出版社，20003、黄健求编模具制造 机械工业出版社，20014、黄毅宏编模具制造工艺学机械工业出版社，19965、王孝培编塑料成型工艺及模具简明手册机械工业出版社，20006、陈晓华、王秀英编典型零件模具图册机械工业出版社，20017、翁其金编 塑料模塑工艺与塑料模设计机械工业出版社，19998、塑料模具技术手册编委会 塑料模具技术手册机械工业出版社，19979、孙凤勤编 冲压与塑压设备机械工业出版社，199710、黄锐编 塑料工程手册机械工业出版社，200011、屈华昌编 塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社，1995毕 业 设 计 指 导 书一、题目：游标卡尺盒 材料 (PP)二、明确设计任务，收集有关资料1、了解毕业设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划（一般需周）2、将Pro/E零件图,转化为AUTOCAD平面图，并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三、工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，主要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。、塑胶件的形状和尺寸：塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。、塑胶件的尺寸精度和外观要求塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上述因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺性的影响。四、确定成型方案及模具型式：根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案：制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。五、工艺计算和设计1、 注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。对于形状复杂不规则的制品，可以利用Pro/E的“分析/模型分析/模型质量属性”来计算质量。或者采用估算法估计塑料的用量，以保证足够的塑料用量为原则。2、 浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成浇注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。3、 成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向（长/宽）尺寸和高度（深度）尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。为计算方便，凡孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命（磨损裕量）等因素。4、 模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却时间计算有三种方法，根据塑料制品形状和塑料性能选择适当的公式进行计算即可。冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温度差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。5、 注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。六、进行模具结构设计1、 确定凹模（模板）尺寸：先计算凹模（模板）厚度，再根据厚度确定凹模（模板）周界尺寸(长X宽),在确定凹模（模板）周界尺寸时要注意:第一,浇注系统的布置,特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置;第二,要考虑凹模上螺孔的布置位置;第三,主流道中心与模板的几何中心应重合;第四, 凹模（模板）外形尺寸尽量按国家标准选取。、选择模架并确定其他模具零件的主要参数：在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从塑料模国家标准GB/T 125551990 （塑料注射模大型模架）和GB/T 125561990 （塑料注射模中小型模架及技术条件）中确定模架规格。待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。再查阅标准中有关零部件图表，就可以画装配图了。七、画装配图一般先画主视图，再画侧视图和其他视图。由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从凸凹模结合面（即分型面）开始，向左右两个方向画较为方便，且不易出错。模具装配图包括：1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图， 3、俯视图、局部剖视图等。4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格。5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。八、绘制各非标准零件图零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求。九、编写技术文件1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并作成工艺卡片。2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并作成加工工艺过程卡片。3、编写设计说明书：设计说明书第一部分 设计题 材料为聚乙烯 第二部分 设计过程一、塑件的分析及塑料的成型工艺性能1、塑件的工艺分析1）。该塑件尺寸较大，一般精度等级，为降低成型费用，采用一模一腔的结构来提高生产率。塑件壁较薄，对制品不进行后加工。2）。为满足制品高光亮的要求与提高成型效率采用点浇口。3）。为了方便加工和热处理，型芯部分采用镶拼结构。2材料的成型工艺性能 1）。塑件采用pp1340，其主要工艺性能有： A相对密度小，约为0.9。 B力学性能如屈服强度、拉伸强度、压缩强度、硬度等均优于低压聚乙烯。C有很突出的刚性，耐热性较好，可在100以上使用，如不受外力，则温度升到150也不变形。D不吸水，并且有较好的化学稳定性，除对浓硫酸、浓硝酸外、几乎都很稳定。E高频率电性能优良，且不受温度影响，成型容易。F为热塑性材料。 2）。注塑成型条件 密度（g/ cm） 0.90.91 计算收缩率（%） 1.03.0 预热温度（） 80100 预热时间（h） 12 料筒温度（） 前段 200220 中段 180200 后段 160180 模具温度（） 8090 注射压力（MPa） 70100 适用注射机类型 螺杆、柱塞均可二、塑件的质量与体积计算 塑件的体积计算可近似用形状分割成10部分（小沟小槽等部分简化）近似计算。设其体积分别为V1V10，则： V1 =13*35*244=7930 V2 =76*25*244=46360 V3 =25*13*244=7930 V4 =2.5*10*244=2470 V5 =2.5*13*76=2470 V6 =2.5*82*244=6100 V7 =2.5*82*244=5002 V8 =2.5*10*244=6100 V9 =2.5*10*82=2050 V10=2.5*10*82=2050所以 V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 + V9 + V10 = 7930+46360+7930+2470+2470+6100+50020+6100+2050+2050 = 133480 查表1-2-3（塑料橡胶成型模具设计手册）得：=0.91 因此，塑件质量m=v=0.91*133480=122g三、型腔数目的确定根据塑件计算重量，选择设备型号规格，确定型腔数。为了是模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。常用的方法有四种：（1）、根据经济性确定型腔数目。根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。 设型腔数目为n，制品总件数为N，每个型腔所需的模具费用为C1，与型腔无关的模具费用为C0，每小时注射成型的加工费用为y（元/h），成型周期为t（min），则：模具费用为 Xm=nC1+C0（元）注塑成型费用为 Xs=N（yt/60n）（元）总的成型加工费用为 X=Xm+Xs，即：X=N（yt/60n）+ nC1+C0为使总的成型加工费用最小，即令dx/dn=0，则有N（yt/60n）（-1/n）+C1=0，所以 n=（2）、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。当成型大型平板制件时，常用这种方法。设注射机的额定锁模力为F（N），型腔内塑料熔体的平均压力为Pm（MPa），单个制品在分型面上的投影面积为A1（mm），浇注系统在分型面上的投影面积A2（mm），则：（n A1 + A2）PmF nF-PmA2/PmA1（3）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目。设注射机的最大注射量为G（g），单个制品的质量为W1（g），浇注系统的质量为W2（g），则型腔数目n为： n（0.8G- W2）/ W1（4）、根据制品精度确定型腔数目。根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。设模具中的型腔数目为n，制品的基本尺寸为L（mm），塑件的尺寸公差为，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为%，则有塑件尺寸精度的表达式为： L+（N-1）L4%简化后可得型腔数目为： n2500/L -24对于高精度制件，由于多型腔难以使各型腔的成型条件均匀一致，一般型腔数不超过4个。现根据初步的设计方案，选用（3）来确定型腔数目： 注射机额定注射量mg 每次注射量不超过最大注射量的80%，式中 型腔数 浇注系统质量（g） 塑件重量（g） 注射机额定注射量（g）浇注系统体积Vj,根据浇注系统初步设计方案进行计算。=Rh=3.14x5x50=3611mm=1/2xlxRxh=1/2x6x1.5 x14x4=232mm=Rxh=3.14x6x3=339.12mm=Rxh=3.14x7x10=1538.6mm=5720.72（mm）M=v=5720.72x0.91=5.20(g)设n=1 则得：mg=（mj+ mz）/0.8=（122+5.20）/0.8=159g从计算结果，并根据塑料注射机技术规格，查 注射模具设计与制作教程 表3-6-5得选用SZ160/1000型注射机。 生产批量 试制小批量生产宜采用单腔，大批量生产宜采用多腔，该塑件为小批量生产，故宜采用单腔，由注射机理论，注射量确定型腔数得： n=（0.8mg-mj）/ mz=（0.8x160-5.20）/122=1由于该塑件为高精度塑件，通常最多采用一模一腔的模具。四、注射机的选择根据计算结果，并根据塑料注射机技术规格，查注射模设计与制作教程表3-6-5，查得注射机的型号为SZ160/1000，其主要技术参数：理论注射容量（cm） 179螺杆（柱塞）直径（mm） 44注射压力（Mpa） 132注射速率（g/s） 110塑化能力（g/s） 10.5螺杆转速（r/min） 10150锁模力（KN） 1000拉杆内向距（mm） 360*260移模行距（mm） 280最大模具厚度（mm） 360最小模具厚度（mm） 170锁模型式 液压模具定位孔直径（mm） 120喷嘴球半径（mm） SR10五、成型部分的尺寸的计算一）、制品分型面的选择： 分型面是模具结构中的基准面，它直接影响着成型零件的质量，模具加工的工艺性以及注射成型的效率等。因此确定模具的分型面是模具设计的重要环节之一。 选择模具分型面是，通常应考虑以下有关问题： 1）. 根据塑件的技术要求，确定零件在动模和定模上的配置； 2）. 塑件的生产批量； 3）. 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置； 4）. 型腔的溢流和排气条件； 5）. 模具加工的工艺性。因此，在选择模具的分型面是也应按以下原则来考虑： 1考虑塑件质量 1）. 确保塑件尺寸精度。应避免或减少因脱模斜度形成塑件两端尺寸差异过大而产生的塑件壁厚不均匀的现象。 2）. 确保塑件表面要求。分型面应可能选择在不影响塑件外观的部位以及塑件外观的要求，而且分型面处所产生的飞边应容易修整加工。2考虑注射机技术规格1）. 考虑锁模力尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。模具的分型面尺寸在保证一定的型腔不溢料边距的情况下，尽可能减小分型面接触面积，从而可以增加分型面的接触应力，防止溢料，并简化分型面的加工。2）. 考虑模板间距3考虑模具结构 1）. 尽量简化脱模部件A 为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留与动模部分，尽可能使塑件与定模之间一定的结合力，而不要把塑件与模具结合力都放到动模部分。 B应尽量避免侧抽芯机构2）. 应尽量方便浇注系统的布置3）. 便于排溢。为了有利于气体的排出，分型面应可能与料流的末端重合。4）. 便于嵌件的安放。5）. 模具总体结构简化，尽量减少分型面的数量，尽量采用平直分型面。 4考虑模具制造难易性。二）、浇注系统的确定 浇注系统一般由主流道，分流道，浇口和冷料穴组成。浇注系统的设计正确与否直接影响着注射过程中的成型效果和塑件质量。在设计浇注系统时应注意以下几个原则：1） 根据塑件的形状和大小以及壁厚等因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。2） 根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。3） 应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物料的流动。4） 应尽量可能地缩短物料流程和便于清除料把，以节省原料，提高注射效率。5） 排气良好。1 主流道设计1） 主流道的结构设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计要点为：A 为了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用=26左右的圆锥孔。对流动性差的塑料也可取得稍大一些，但过大则容易引起注射速度缓慢，并容易形成涡流。B 浇口套与塑件注射区直接接触时，其出料端端面直径D应尽量选的小些。如果过大，即浇口套与型腔的接触面积增大，模腔内部压力对浇口套的反作用力也将按比例增大，到一定程度时浇口套则容易从模体中弹出。C 浇口套的材料应选用优质钢T8A，并应进行淬硬处理，为了防止注射机喷嘴不被碰撞而破坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度，锥孔内壁粗糙度Ra为0.63m，以增加内壁的耐磨性，并减少注射中的阻力。圆锥孔大端应该有=12的过渡圆角，以减少料流在转向时的流动阻力。D 浇口套与注射机喷嘴头的接触球面必须吻合。由于注射机嘴头是球面，半径SR是固定的，所以为使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球接触良好，一般地其半径Sr=SR+（0.51）mm，而圆锥孔的小端直径d则应大于喷嘴的内孔直径d1，即d=d1+（0.51）mm，端面凹球面深度L2取35mm。球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以保证主流道凝料顺利脱模。E 定位圈是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套与注射机的喷嘴对中定位，定位圈的外径D1应与注射机的定位孔间隙配合。其配合间隙为0.050.15mm，定位圈厚度510mm，即小于注射机定位孔的深度。F 浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。G 在可能的情况下浇口套长度L应尽量的短，L越大其压力损失越大，使物料降温过大，影响注射成型。主流道尽量不采用分级对接形式。其结构形式如下： 取主流道圆锥角=4，内壁粗糙度Ra=0.63m，Sr=10+1=11，L2=4mm，L1=10mm，D1=120mm，d=6mm V1=（1/2）*（4/3）*R*R*R* =（1/2）*（4/3）*3.14*11*11*11=2789.227 V2=（1/3）*d*d*h* =（1/3）*3.14*6*6*38 =1431.842）. 浇注套的设计由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以需要选用优质钢材（如T8A）单独加工和热处理（硬度为5357HRC），或用45，50，55等表面淬火（大于55HRC）。 其结构形式如下图：2、分流道的设计1）. 在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小。但分流道的截面积过小会降低注射速度。使填充时间延长，同时可能会出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑件缺陷，而分流道过大则增大冷凝料的回收量，并延长了物料的冷却时间。一般来说，在注射完成后，分流道的冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注射时的效率。因此在设计是应用较小的截面积，以便与在试模是为必要的修正留有余地。2）. 在可能情况下，分流道的长度应尽量地短，以减少压力损失，避免模体过大影响成本如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，防止冷料和空气进入模腔。3）. 在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角。这样就减少压力损失，有利于物料的流动。4）. 分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度Ra取1.6m即可，这样可以在分流道的磨擦阻力下使物流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于对熔融塑料的保温。5）. 分流道断面形状及尺寸大小，应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料工艺特性、注射速率、分流道长度等因素来确定。从减少散热面积考虑分流道的截面宜采用圆形；从压力损失考虑，由于在同等断面积时圆形比正方形的短，因此料流阻力小，压力损失也小。2 浇口设计根据塑件的流动性采用点浇口。其主要优点如下：1）.由于点浇口的截面积尺寸较小，一般d=0.32mm，当熔料通过时，有很高的剪切率和摩擦，产生热量，提高熔料的流动，从而能获得外形清晰，表面光泽的塑料制品。2）.塑料制品的浇口在开模的同时即被拉断，浇口痕迹呈圆点状不明显，所以点浇口可开在塑件的表面及任何位置，并不影响制品的外观。3）.点浇口一般开在塑件顶部，因其注射流程短，拐角小，排气条件又好，因此很容易成型。4）.适用于外观要求较高的壳类或盒类塑件的单型腔模、多型腔模等各种模具，使用比较广泛。A点浇口的结构形式如装配图：B浇口位置的选择 浇口位置开设正确与否，对塑件质量影响很大，因此合理选择浇口位置是提高塑件质量的重要环节。在确定浇口位置时，应遵循以下原则： 1）、浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。 2）、浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。 3）、浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。 4）、浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。 5）、对于带细长型心的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免冲击变形。 6）、浇口应设在不影响制品外观的部位。 7）、不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。3 冷料穴的设置 冷料穴一般设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上或处于分流道的末端。它的作用是用来储存注射间隙，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度；进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。影响塑件质量。同时在开模时，冷井又起到将主流道的凝料从浇口套中拉出的作用。冷料穴的直径应大于主流道的大端直径，其长度约为主流道的大端直径，这样有利于物料的流动。4、 排气系统设计在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料手热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因填充时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或产生气泡，或使塑件熔接不良而引起缺陷。注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气。三）、成型零件的设计与计算 在设计成型零件时，一般应考虑如下问题。 1）应尽量保证注射塑件的外观完整性，使其外表表面美观，避免尖角、毛边、飞刺等损伤人体的情况出现。 2）应使成型零件的加工工艺简单合理，最省时省力，并能达到必要的装配精度。 3）成型零件应有必要的制造和装配的基准面，力求装配时定位可靠，方便、快捷。 4）相互配合的部分应尽量减少配合面，以便于制造和装配 5）局部嵌件应便于修复和更换。 6）应使塑件在使用时方便、简捷。 7）成型零件应具有足够的强度和刚度。1、凸模的结构设计采用整体式结构，有较高的强度和刚度，且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。2、凹模的结构设计采用整体装配式凸模结构，将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。3、成型零件尺寸的计算 1)、型腔尺寸的计算 A型腔径向尺寸的计算 Lm =Ls（1+s）x 式中： Lm 型腔的最小基本尺寸（mm） Ls 塑件的最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%）x 综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3。查表6-4 PP塑料的收缩率是0.01%0.03%。 平均收缩率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%因此 Lm =184（1+0.02）1.5*3/4 =（187.6801.125） = 186.555B型腔高度尺寸的计算 Hm =Hs（1+s）x式中 Hm 型腔的高度最小基本尺寸（mm） Hs 塑件的高度最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%）x 综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度高，批量大，取x=2/3。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3。查表6-4 PP塑料的收缩率是0.01%0.03%。 平均收缩率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%因此 Hm =10（1+0.02）0.32*2/3 =（10.20.2133） = 9.98672）、型 2）、型芯尺寸的计算 A型芯径向尺寸的计算 Lm =式中 Lm 型芯的最大基本尺寸（mm） Ls 塑件的最小基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%）x 综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度高，批量大，取x=3/4。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3。查表6-4 PP塑料的收缩率是0.01%0.03%。 平均收缩率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%因此 Lm 1=82（1+0.02）+0.88*3/4 =（83.64+0.66） = Lm 2=76（1+0.02）+0.76*3/4 =（77.52+0.57） = 78.09B型芯高度尺寸的计算 hm =hs（1+s）+x式中 hm 型芯的高度最大基本尺寸（mm） hs 塑件的内形深度最小基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%）x 综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度高，批量大，取x=2/3。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3。查表6-4 PP塑料的收缩率是0.01%0.03%。 平均收缩率 S=(0.01%+0. 03%)/2=0.02%因此 hm 1=7（1+0.02）+0.32*2/3 =（7.14+0.213） = 7.353hm 2=10（1+0.02）+0.32*2/3 =（10.2+0.213） = 10.413四）、导向机构的设计A、设计要点：1. 导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具外缘应有足够的 距离，以保证模具的强度。2. 导柱的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。3. 导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢，经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。B、顶出机构的设计在注射成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中或凸模/型芯上松动分离（即脱出），脱出机构的机构就叫塑件脱出机构，脱出机构的设计基本考虑：（1）保证塑件质量（2）脱出机构结构（3）所需顶出行程、开模行程计算 根据以上原则，在后模设计顶针孔的大小与位置，顶针就是脱模推出机构，即将塑件从后模上顶出。顶针见总装图，顶出时受力均衡，直径都为4mm。顶针孔图中高度为15的部分直径为4mm，用于与顶针相配合，这样做的目的是为了减少配合的接触面积：15mm的部分直径才是5mm。顶出行程计算S顶=h凸+e式中 S顶 所需顶出行程h凸 型芯成型高度e 顶出行程富裕量（mm）S顶= 13+5=18 mm所需开模行程计算S开=h塑+h凸模+e式中 S开 开模行程（mm）h塑 塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度（mm）h凸模 动定模型芯突出分型面的高度总和（mm）e 取件及取出浇注系统凝料的开模行程富裕量（mm）S开= 13+5+80+8=106 mm1、设计原则：1）、开模时应使塑件留在动模一侧2）、保证塑件外观完美无损3）、避免顶出损伤4）、顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠。2、脱模力的计算型心端面面积=2*244*13+2*244*10=11224mm3、推杆的截面形状尺寸大小顶杆头部的断面形状根据塑件的实际需要而定。主要常用的截面形状有圆形、方形、弓形及其他各种类型。圆形顶杆是最常用的一种。由于这个形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，且很容易保证其精度，易于保证其互换性，并且它还有滑动阻力最小，不易卡滞等优点。根据经验取5的直径。4、推杆的固定形式 采用此固定较好，从图中可以看出，除配合部分外，其余部分都有0.5mm的单边间隙。一部分是为了排气需要外，其余都是为了防止在做模时产生的孔距误差，引起组装后产生松动的现象。给顶杆低部固定部分以较大的自由度，调正位置定心自如后在用螺栓紧固。5、推出机构的复位采用弹簧复位和推杆兼复位的形式。6、顶杆顶出设计要点1）、顶杆应设在脱模阻力较大的部位。2）、顶杆应设在塑件承受力较大的部位。3）、顶杆位置应布局均匀合理。4）、在确保塑件顶出的前提下，顶杆数量应尽量地少，以简化模具结构，减少顶出对塑件的影响。5）、对于有装配要求的塑件，顶杆端面的安装高度应高出型芯一个距离h=0.10.5mm，在塑件成型后使其平面形成一个凹窝，以免影响塑件的装配。6）、顶杆应尽量地短，保证顶杆在顶出时的强度和刚度。7）、顶杆不易过细。8）、顶杆材料斜面设置顶杆时，为防止在顶出过程中相对滑动，在顶杆斜面上开多个横槽。9）、当较薄的平板塑件不允许有顶出痕迹时，可采用耳形顶出形式。10）、顶杆位置应注意避开冷却水路。五）温度调节系统的设计注塑模温对塑料熔体的流动、固化定型、生产率以及塑件的形状和尺寸精度有着直接的影响。注射成型时，不同的塑料对模温有着不同的要求，控制适宜的模温来保证塑料熔体具有最佳的流动性，易于充满型腔，并使塑件脱模后的收缩、翘曲变形小，形状与尺寸稳定，具有较高的物理力学性能以及较高的表面质量。1、冷却系统设计原则1）、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。 2）、冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。3）、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。 4）、浇口处加强冷却。 5）、应降低进水与出水的温差。 6）、合理选择冷却水道的形式。 7）、合理确定冷却水管接头位置。 8）、冷却系统的水道尽量避免与模具上其它结构发生干涉现象。9）、冷却水道进出接头应埋入模板内，以免在搬运过程中造成损坏，最好在进口和出口出分别打出标志如“IN”（进口）和“OUT”（出口）等2冷却时间的确定在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准。这段冷却时间一般约为占整个注射生产周期的80%。根据经验查表得t=25.5（t/s）冷却水管直径d=12mm。 3冷却系统的结构形式：六、零件的加工工艺：1定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性。 同时考虑到此塑料对尺寸精度要求一般，但对表面要求较高，在对材料进行粗加工留0.5mm的单边，淬火，低温回火后，用电火花机放电到位，最后还需要对成型表面进行抛光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸、油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边0.20.5mm的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。 综上所述，盒盖型心加工工艺如下：1.材料：T122.加工工艺：1) 开料：开出长x宽x高为2509445mm的毛坯。2) 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各平面，留0.10.3mm单边余量。3) 按照图样，在铣床上钻螺纹孔，运水孔。4) 在数控铣床上采用Mastercam9.0软件，采用直径为8的铣刀，铣出两条浇道，采用直径为6的铣刀铣出分流道，同时，按照图样要求铣出四个型腔的形状，单边留0.20.5mm的余量。5) 送热处理车间进行热处理：淬火（油淬+低温回火），使其表面硬度达到5660HRC。6) 按照图样要求加工型芯各表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面见光。7) 电火花放电：a)工件准备：模块材料为718S钢，铣、磨按图纸要求加工成型，热处理5660HRC 后，六面见光，保证平行度及垂直度，同时加工两块模板，保证尺寸的一致电性。b)电极制作：电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金，根据型腔的形状，为了便于铜公的加工，将铜公分体做成三个依次放电到位（注：两边侧抽芯的型腔各一个，中间型腔做一个铜公，同时考虑到铜公的装夹，将其铣成两边各一半的外形，中间为方形，便于装夹，每挡加工制作一个铜公，可连续放电四个型腔，利用铜公的别一边用来放电动模型腔.c)校正、装夹、安装合格。d)使用设备：使用北京易通电加工技术研究所制造的ETD7125电火花成形机床。脉宽/us间歇/us双边间隙/mm粗糙度/Ra2001000.206.360500.113.220500.040.061.6e)加工规准：如上表所示（注：以上规准只供参考，具体规准应根据机床的性能，及其加工工人的经验来确定，确保最后一档放电加工到位）。8)用慢走丝割出直径为32k6的浇口衬套孔，镶件孔。9)对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。10)最后用激光在型芯上刻出产品上的文字。2.盒底型芯同盒盖型心一样。3行位a)材料：45#b)加工工艺：1)开料：在45#钢板上割出一块长x宽x高为24418438mm的毛坯。2)在平面磨床上磨基准。3)在铣床上有角度分度头调好角度，粗铣左侧的斜面。4)在铣床上铣出如图所示右侧的形状及其导滑部分。5)在铣床上铣出用分度头调好角度，用镗刀镗出的直径为17mm的斜孔。6)钻螺钉固定孔。7)热处理：淬火+低温回火，淬硬表面硬度为5458HRC。8)磨削基准平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。9)用电火花机放电打出滑块两个R7的定位孔。10)在滑块斜面磨出45度，宽大10mm,深0.2mm的储油槽，其它的零件在此就不一一叙述。七、模具加工工艺流程: 1、 根据零件结构和制造工艺,模架的基本组成零件有两种:导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。 导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，他们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢T10淬火处理，淬火处理硬度58-62HRC。根据分析，导柱、导套加工艺过程如下：备料粗车、半精车内外圆柱表面热处理研磨导柱中心孔粗磨、精磨配合表面研磨导柱、导套重要配合表面。1、 凸模加工工艺过程如下：下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线工作型面半精加工淬火、回火磨削修研。2、 凹模加工工艺过程如下：下料锻造退火粗加工六面精磨基面准面划线型孔半精加工型孔精加工淬火、回火精磨（研磨）3、 模架的装配：导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动模板的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过度配合。模架的装配比较的简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。4、 模具表面强化处理工艺特点及应用：渗氮处理：渗氮处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程，模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理。根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线：精密模具：备料锻造退火或回火粗加工调质半精加工装配试模渗氮研磨抛光装配；一般模具：备料粗加工调质精加工糁氮研磨装配；5、 总装的技术要求a、装配后的模具安装表面的平行误差不大于0.05；b、模具闭合后分型面应均密合；c、导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致；d、合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触6、 试