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毕业设计（论文）中期报告题目:电器盒座模具设计1、毕业设计（论文）内容简介本次设计的塑料件为一电器盒座，产品特点为：电器盒座外表面必须光滑，且无明显浇口痕迹；塑件二维三维图如图 1。图 1 塑件二维图1.1 已经完成外文文献翻译。1.2 在开题的基础上进行了计算和结构方案的优化设计，并的完成了模具装配草图的绘制。1.3 通过绘制三维图形获得塑料件的体积，通过材料的选择获得材料的密度，并计算出塑件的质量。通过计算和查阅相关模具设计手册完成了注塑机的选择。选型为：G54-S200/400 型。相关参数如下：结构类型： 卧式理论注射量： 200cm 3 最大注射面积：645cm 2最大模具厚度：406mm 锁模力： 2540KN最小模具厚度：165mm 定位空直径： 125mm模板行程: 260mm 拉杆空间： 290368mm喷嘴球半径： 18mm 喷嘴孔径： 4mm注射方式： 螺杆式 螺杆转速： 16,28,48r/min螺杆直径： 55mm 注射压力: 109MPa1.4 确定主流道、分流道的形式和尺寸。其主流道的尺寸如图 3 所示。分流道截面形状及尺寸如图 4 所示，主流道入口直径 d，应大于注塑机喷嘴直径 1mm 左右。这样便于两者能同轴对准，也使得主流道凝料能顺利脱出。主流道入口的凹坑球面半径 R，应该大于注塑机喷嘴头半径约 23mm。反之，两者不能很好粘合，会让塑料熔体反喷，出现溢边导致脱模困难。锥孔粗糙度 。主流道的锥角 a=24。0.8Ram过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小锥角使凝料脱模困难；还会使充模时流动阻力大，比表面增大，热量损耗大。图 3 浇口套 图 4 分流道截面图1.5 确定模腔数量及其排列方式、浇口形式。为了满足较高的外观要求，确定采用点浇口。型腔排列方式图 5，点浇口分流道拉料井结构形式图 6。图 5 型腔排列 图 6 点浇口分流道拉料井结构形式1.6 计算并校核型腔部分的强度和刚度，根据电器盒座的高度确定型腔板的侧壁厚度，图 4 分流道截面图型芯固定板的厚度。并确动模板、顶出杆，支块厚度及其模具安装方法。1.7 完成了对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算。1.8 完成了部分模具零件结构设计。如：浇口套、定位圈等。1.9 完成装配草图，如图 7。图 7 装配图2.存在问题2.1 模具工作原理还是有一点不太了解。2.2 绘制装配图是发现设计中一些问题，后期要进行修改。2.3 三维软件绘制模具有点欠缺。3.后期工作安排第 9 周：模具设计开合过程分析；(2014 年 03 月 19-2014 年 03 月 23 日)第 10-11 周：动画设计；(2014 年 03 月 24-2014 年 03 月 30 日)第 12 周：对所有图纸进行校核；(2014 年 03 月 312014 年 04 月 06 日)第 13-14 周：初步设计说明书，所有资料提交老师检查；(2014 年 04 月 07-2014 年 04 月 13 日)第 15 周：修改说明书及论文；(2014 年 04 月 14-2014 年 05 月 04 日)第 16-18 周：撰写毕业设计说明书，完成论文，准备答辩。(2014 年 05 月 05-2014 年 05 月 26 日)指导教师签字：年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：电器盒座模具设计1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景德国人说模具工业是金属加工业中之王，美国人说模具工业是美国工业的基石，罗马尼亚人说模具就是黄金，而日本人说模具是促进社会繁荣富裕的动力，中国人说模具工是工业生产之母 1。这充分说明模具工业是制造业中最重要的基础性行业，又被经济学家称为“点铁成金”的磁力工业。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件、组件和部件的生产加工 2。模具种类有：冲模，锻模，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等 3。除部分冲模以外的的其他各种模具都属于型腔模，因为他们一般都是依靠三维的模具型腔使材料成型。本次毕业设计主要是塑料模，故其它模具不谈。而塑料模具是大批生产塑料制品的现代化专用成型工艺装备的总称 4。1.2 研究意义a、对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握 SolidWorks 的运用。b、锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。1.3国内外相关研究情况1.3.1国内发展情况目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业 5。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万.上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行 6。目前存在的主要问题是：（1）目前虽然我国从事塑料设计的人员不少，但大多专业知识不够丰富，没有受过系统专门系统的训练，所以高水平的设计人员不多；专业书籍缺乏，没有一套我国自己的设计理论与设计数据，大多数模具设计者都是依靠自己的设计经验来设计新的模具，知识更新很慢 7。（2）从设计结构上看，我们的设计还不够细致，许多细节考虑的欠周到，以至于模具使用受命不长，特别是冷却系统和热流道技术，在这方面与国外的差距更大8。（3）从模具材料看，我国的塑料模具钢起步时间不长，而国际上塑料模具钢的品种则有很多可供选择 9。目前，我国虽然也有个别品种诸如预硬化钢具有较好的质量，但应用较少，主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具难以切削诸如HRC40等很硬的钢 10。（4）从加工工艺水平看，主要是设备水平不高，专门设备使用的少，加工出来的模具表面精度很难达到国外水平，检测手段落后，模具装配水平不高，导致容易出现溢料或错位现象 11。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAM 系统。但国内优秀的CAD/CAM 系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持 12。1.3.2国外的发展情况国外的模具发展状况具体表现为以下三个特征：（1） 集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要 13。（2） 智能化技术应用人工智能技术实品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的CAD 几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程 RE。建立了 CAD 几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作 14。（3） 快速成形制造技术快速成形制造技术 RPM 基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估.装配校检.功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的 NC 加工，因而 RPM 技术在模具制造中发挥着重要的作用 15。2 、本课题的研究内容、要求、目的2.1 本课题的研究内容：电器盒座模具设计（ 分型面，型腔数量及排列方式，模具结构浇口的位置，注射机型号，推出机构，排气系统，侧抽芯机构，导向与定位，复位，冷却系统） ，使该塑料模结构简单，型腔.型芯等机构设计合理，并实现侧抽芯脱模。并书写开题报告和模具说明书。2.2 本课题的研究要求（1）塑件零件成型工艺性分析。（2）拟定成型方案，模腔的结构。 （3）注射机型号的选定。（4）侧抽芯机构设计。（5）冷却系统设计。2.3 本课题的研究目的（1） 巩固与扩充“塑料模模具设计”等课程所学的内容，掌握塑料模模具设计的方法和步骤。检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。（2）掌握进行模具设计的方法.过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。（3） 掌握塑料模模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。3.零件展示和拟采用的研究方案、研究方法或措施。3.1 电器盒座钣金零件 方案 1：选择电器盒座的外表面和下端面为分型面，采用整体式的直浇道，点浇口，浇口设在零件的上端面，选用卧式注射机，选用机动推出机构脱模，机动内侧分型方式抽芯。此方案生产效率高，操作简单，动作可靠，方便脱出流道凝料。方案 2：选择电器盒座的如图 3 剖切位置为分型面，采用整体式的直浇道，侧浇口，浇口设在零件的侧面，手动推出机构脱模，用手动内侧分型方式抽芯。此方案的优点是制造方便，但操作复杂，生产率低，劳动强度大。经过两种方案的对比，方案 1 的可靠性高，经济性价比高，适合大批量生产，故选此次模具设计选用方案 1。4.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作4.1.重点及难点:本课题研究的重点是模具总体结构的设计优化选择,应用相关软件进行零件图和装配图绘制,以及对模具结构进行三维剖析输出开合模具结构图.难点在于抽芯机构的设计和总体方案的优化选择,以及模具三维结构剖析和开合模具图输出。4.2.前期工作：4.2.1 查阅了相关专业资料为设计做好准备；4.2.2 完成模具二维图、3D 图的绘制；4.2.3 进行了模具结构的简单分析，拟订了两套简单结构方案。5.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第 1-2 周查阅资料，绘制零件工程图，准备开题答辩；第 3 周论文摘要，英文翻译；图 3.1 电器盒座零件图第 4-5 周模具方案制定，总图设计；第 6-7 周模具零部件工程图设计；第 8-9 周模具设计开合过程分析；第 10-11 周动画设计；第 12 周对所有图纸进行校核；第 13-14 周编写设计说明书，所有资料提交老师检查；第 15 周准备毕业答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日参考文献1 喻楠霖,李英利.模具工业与技术的发展状况J. 湖南工业职业技术学院学报 .2010，(3).8-9.2 谭玲.分型面设计在压铸模具设计中的灵活应用C .重庆：重庆科技院.2008.269-271.3 李昌明.新型工程材料及应用课程教学探讨C .江门：五邑大学机电版.2002,11.190.4 谭喜春,王文秀.简述国际模具行业发展概况J. 机电技术 .2007,2.5 张国强.注塑模设计与生产应用M. 北京: 化学工业出版社.2005.6 李秦蕊.塑料模具设计M. 西安: 西北工业大学出版社.1997.7 伍先明.塑料模具设计指导M. 北京: 国防工业出版社.2006.8 郑利文.我国塑料模具占整个模具行业比重的30%R. 模具工业.2011,37(5).9 张琦，陈余秋，方建儒 .盒形件压铸模具冷却流道排布的研究J. 西安交通大学学报.2011，45(7)：39-44.10 张国强.注塑模设计与生产应用M. 北京: 化学工业出版社.2005.11 常芳娥,坚增运.注压成型模具设计M .西安：西北工业大学出版社 .2006，10.19-32.12 李小海,王晓霞. 模具设计与制造M. 北京: 电子工业出版社.2011,5.13 张克惠. 注塑模设计C . 西安：西北工业大学出版社.1995.14 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计C .北京: 机械工业出版社 .1994.15 王建华,徐佩弦. 热流道系统的设计和喷嘴的选择M. 塑料制造 .2006.16 Eldukhri. E, E.Design and control of a biped walking robot.phD thesis.Department of Electronic and Electrical Engineering University of Salford UK J.2006,16(4).17 Mechanical Drive(Reference Issue). Machine DesignJ. 1980,52(14):80-85.18 Yong-Sheng Ma Shu Beng Tor Graeme A. Britton The development of a standard component libraryfor plastic injection mould design using an object-oriented approachJ .2002,7,34(4).本科毕业设计（论文）题目：电器盒座模具设计I电器盒座的模具设计摘 要模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。本设计分析了塑件的结构，提出了模具设计的关键点，设计了模具的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板和斜顶杆的推出结构，零件采用了双分型面的点浇口，提高了零件的外面质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模四腔，采用顶针顶出结构。经过生产验证，该模具结构合理，动作可靠。关键词：塑料模具；注塑机；分型面 IIThe Plastic Mold Design of Lampe ShadeAbstractMold is widely used in industrial production the main technological equipment, It is an important means of modern industrial production and process development direction ,Many modern industrial development and the improvement of the technical levels ,Largely depends on the development of die and mold industry level.This design on the analysis of the structure ，and puts forward the mold design key points，designed the overall structure of the mold. According to the plastic pieces of parting surface，designed the push plate and the inclined plunger，the introduction of the structure，part uses the double parting surface point gate， improve the quality of the parts outside of the. Through to the plastic parts for process analysis and structure analysis，from the product structure craft，specific die structure，the mold of gating system，molding part of the structure，the ejection system，selection of injection machine and related parameters of checking all have detailed design. The mold one module and four cavities，adopts the thimble ejection structure. Through production verification，the die structure is reasonable，reliable operation.Key Words： Plastic mold；Injiection machine；Parting surfaceIII主要符号表K 安全系数 E 材料弹性模量Smax 塑料的最大收缩率 q 熔融塑料在模腔内的压力Smin 塑料的最小收缩率 V 塑 塑件体积P0 注射压力 V 注 注射机理论注射量P 公 公称注射压力 F 锁 锁模力s 塑件公差 s 塑件收缩引起的塑件尺寸误差T 注射机的额定锁模力 LS 塑件尺寸L 凹 型腔尺寸 L 凸 型芯尺寸H 塑 塑件內形深度基本尺寸 S 注射机最大行程D 塑件外径基本尺寸 H 模具闭合尺寸D 塑件內形基本尺寸 Hmin 模具最小尺寸h 凸模/型芯高度尺寸 Hmax 模具最大尺寸 模具制造公差 倾斜角A 塑件包紧型芯的侧面积 p 单位面积塑件对型芯的正力F 塑件的投影面积 n 个数P 型腔压力 f 摩擦系数 长度系数 Q 总脱模力IV目 录1 绪论 .11.1 塑料模具概况 .11.2 国内外发展状况 .11.2.1 国内发展状况 .11.2.2 国外发展状况 .21.2.3 中国与国外先进技术的差距 .21.3 塑料模具发展走势 .22 塑件成型工艺的可行性分析 .32.1 功能设计 .32.2 塑件分析 .32.3 材料的选择 .32.4 成型工艺分析 .53 注塑机的选择 .63.1 估算塑件体积 .63.2 浇注系统凝料体积的初步估算 .63.3 根据注射容量初选注塑机 .63.4 注塑机的校核 .73.4.1 最大注射量校核 .73.4.2 注射压力校核 .73.4.2 锁模力校核 .73.4.3 模具厚度校核 .83.4.4 开模行程校核 .84 浇注系统设计 .94.1 主流道设计 .94.2 冷料井设计 .94.3 分流道设计 .104.3.1 分流道的布置形式 .104.3.2 分流道长度 .104.3.3 分流道截面形状 .104.3.4 分流道的截面尺寸 .104.4 浇口设计 .10V5 成型零件设计 .125.1 分型面的设计 .125.1.1 分型面的分类及选择原则 .125.1.2 分型面的确定 .125.2 型腔分布 .125.3 成型零件结构设计 .125.3.1 成型零件具备的性能 .125.3.2 凹模结构设计 .135.3.3 凸模的结构设计 .135.3.4 影响塑件尺寸和精度的因素 .135.3.5 模具成型零件的工作尺寸计算 .146 导向机构设计 .176.1 导向机构的作用和设计原则 .176.1.1 导向机构的作用 .176.1.2 导向机构的设计原则 .176.2 导柱、导套设计 .176.2.1 导柱的设计 .176.2.2 导套设计 .187 脱模机构的设计 .197.1 脱模机构的设计原则 .197.2 顶出机构的确定 .197.2 脱模力的计算 .207.3 简单脱模机构 .207.3.1 顶杆脱模机构的设计要点 .207.3.2 顶杆的形状 .217.3.3 顶杆强度的计算 .217.4 复位装置 .228 抽芯机构设计 .238.1 抽芯机构的概述 .238.2 抽芯机构的设计 .239 温度调节系统设计 .249.1 温度调节系统的作用 .249.1.1 温度调节系统的要求 .249.1.2 温度调节系统对塑件质量的影响 .24VI9.2 冷却系统的机构 .2410 排气系统设计 .2511 塑料模具用钢 .2611.1 注塑模材料应具备的要求 .2611.2 模具材料选用的一般原则 .2611.3 本模具所选钢材及热处理 .2612 模具装配图及工作过程 .2612.1 模具装配图三维爆炸图 .2812.2 模具工作过程 .2813 模具可行性和环保分析 .2913.1 本模具的特点 .2913.2 市场效益及经济效益分析 .2913.3 环保分析 .2914 总结 .30致谢 .33参考文献 .32毕业设计（论文）知识产权声明 .34毕业设计（论文）独创性声明 .3501 绪论1.1 塑料模具概况模具是制造业的一种基本装备，作用是控制和限制材料的流动，形成所需要的形体 7。模具制造零件效率高，质量好，材料消耗低，生产成本低，广泛应用在制造业中。模具工业是高新技术产业的一部分，也是高新技术产业化的重要领域。模具在机械电子，汽车，纺织，航空航天等领域里，成为使用最广泛的主要装备，它承担了这些领域中 6090的产品。塑料模具是大批量生产塑料制品的现代化专用成型工艺装备的总称 8。塑料是继陶瓷和金属后的第三大材料，广泛应用于现代工业和日常生活中。塑料成型就是将各种形态的塑料原料制成所需的制品或胚件的过程。塑料注塑成型过程是将塑料原料从注塑机的料斗进入加热筒，经塑化后由柱塞或螺杆的推动，在一定压力下通过喷嘴进入模具型腔，经冷却固化后而开模获得制品。塑模传统的设计方法，是依靠设计经验技巧和现有数据，从对塑件的计算到塑模的设计制图，全靠手工。对塑模的制造更需要专业人士付出大量繁杂劳动。所以塑件的质量和数量都远不能满足生产发展的需要。随着计算机广泛应用，塑模设计和制造采用了 CAD/CAM 系统，大大提高了模具设计制造的效率。1.2 国内外发展状况1.2.1 国内发展状况20 世纪 80 年代开始，发达国家的模具已从机床中分离出来，并发展成为独立的部门，产值超过机床的产值。改革开放后，我国模具发展非常迅速。近年来，每年增长速度达 15%。模具企业十分重视技术的发展。加大了技术投入力度，将技术进步作为企业发展的动力。另外，许多科研机构和院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为制造大国的重要原因。我国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。经过多年的努力，模具 CAD/CAE/CAM 技术，模具的电加工技术和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。11.2.2 国外发展状况欧美大多数模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。模具的设计与制造，成为快速制造优质模具的有力保证。CAD/CAE/CAM 的广泛应用，显示了信息技术带动和提升模具工业的优越性。目前，国外注射成型发展迅速，精密注射成型计算机技术的广泛应用，及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型、超级小精密注射成型等技术的研发及应用，提高了国外模具的生产和制造水平 9。1.2.3 中国与国外先进技术的差距尽管我国模具工业有了很大的进步，部分模具达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍无法满足国内市场的需求，每年仍需进口各类大型精密复杂模具。与发达国家模具工业相比，在模具技术上仍有很大的差距。今后，我国模具行业在以下几方面进行技术创新，缩小与国际先进水平的距离。注重开发大型精密复杂模具；提高成型零件的大型化和精密化要求；加强标准件的应用；使用标准件能缩短模具制造周期，降低成本且能提高模具的质量；推广CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可提高模具设计制造水平；缩短模具制造周期。1.3 塑料模具发展走势从市场来看，塑料模具生产企业应重点发展技术含量高的大型精密复杂长寿命模具，大力开发国际市场，发展出口模具。随着塑料特别是工程塑料的高速发展，模具工业的整体发展迅速。 主要表现在以下几个方面(1)用户将交货周期放在首位。(2)提高开发能力，将开发工作往前推，到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象前进行开发，变被动为主动。(3)模具企业及模具生产正在向信息化迅速发展。(4)随着人类社会的进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。(5)发达国家模具工业正加速向中国转移，其表现方式：一迁厂；二投资；三采购。22 塑件成型工艺的可行性分析2.1 功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标 10。该塑件是日用品，承受外力很小，如冲击载荷，振动，摩擦等；塑件的工作温度是室温，则材料选择时对热变形、脆化、分解温度的要求降低；作为一种日用品，生产批量应该是大批大量生产，这样，就必须考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素；此外，塑料都会老化，作为一种光学用品，还要考虑到材料的光氧化等问题。2.2 塑件分析塑件如图 2.1 所示，它是日常用品，需求量大，外面要求比较高，所以模具浇注系统采用双分型面的点浇口，根据该塑件的结构特点，模具设计采用顶杆顶出机构，也是工厂里比较简单实用，常见的顶出结构。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，由于产量比较大，该模具选择一模四腔。图 2.1 塑件二维三维图2.3 材料的选择通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求。该塑件对材料的要求必须是透光性好，其次才是成型难易和经济性问题，以下是对几种透光性能较好材料的性能对比，如表 2.1 所示 16。(b)二维塑件图(a)三维塑件内部结构3表 2.1 材料特性材料名称材料特性聚苯乙烯（PS）聚碳酸酯（PC） 聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）拉伸强度/MPa 51.9 6672 弯曲强度/MPa 110 95113 洛氏硬度/（M） 115 82 101氧指数/（OI） 18.1 24.9 17.3热变形温度/ 85 134 100维卡软化点/ 105 153 120马丁耐热温度/ 112 体积电阻率/ cm10171019 2.11016 10141015透光度/% 8892 89 92雾度/% 3 0.9 0.9折射率/ % 1.592 1.586 1.492价格/（元/吨） 11501230 3300041000 1950020700与机械加工一样要考虑加工工艺问题，模具成型也要考虑材料的注塑特性，在各材料特点都相差无几的情况下，成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料性能和成型特性比较，如表 2.2 所示 16。表 2.2 材料的性能和成型特性比较塑料品种性能特点 成型特点 模具设计注意事项使用温度主要用途聚苯乙烯透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂因流动性好，适宜用点浇口，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件-3080装饰制品，仪表壳，绝缘零件，容器，泡沫塑料，日用品等聚甲基丙烯酸甲酯透光率最好，质轻坚韧，绝缘性好、表面硬度不高，质脆，化学稳定性较好，不耐无机酸等流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温2135) ，即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该 G54S200/400 型注塑机符合要求。84 浇注系统设计浇注系由主流道、分流道、浇口、冷料井组成。4.1 主流道设计主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利进入，开模时又能使主流道的凝料顺利拔出。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成 2。主流道设计如下：主流道长度取 L45mm ； 取主流道锥角 4；主流道入口直径 d注射机喷嘴直径+14+1 5mm ；主流道出口直径 Dd+2Ltan(/2)= 5+245tan(4/2) 8mm；主流道球面半径 SR注射机喷嘴球头半径+(12)18+220mm；球面配合高度 h3mm。故主流道的结构形式如图 4.1。4.2 冷料井设计冷料井的位置正对主浇道的动模上，它的作用是将物料前端的“冷料” 收集起来，防止“ 冷料” 进入型腔而影响塑件的质量。开模时冷料井起到将主流道的冷凝料拉出。冷料井有带 Z 形拉料勾的冷料井；带球头形拉料的冷料井；倒锥形冷料井等 4。本方案采用的是倒锥形冷料井。（a）浇口套二维图 （b）浇口套三维图图 4.1 浇口套94.3 分流道设计主流道与浇口之间的通道称为分流道。4.3.1 分流道的布置形式为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同事还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道 15。如图 4.2 所示。4.3.2 分流道长度根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图 4.2。4.3.3 分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、正方形、梯形、U 形、半圆形和正六角等15。考虑加工工艺，装配和经济性，本模具采用梯形截面分流道。4.3.4 分流道的截面尺寸 根据塑件的体积、形状、壁厚、所用塑料的工艺性能、注射速率以及浇道的长度等因素来确定 1。对于壁厚小于 3mm（本塑件厚度为 2mm） ，质量在 200g(本塑件质量 19g)一下的塑件可用一下经验公式确定分流道的直径 15。(4.1)1/240.65DWL式中 D分流道的直径，mm；W流经分流道的塑料量，g；L分流道长度， mm。由于本模具选择梯形截面，所以本模具梯形截面上底宽度 D6mm，这也符合加工刀具选择，选择圆角半径 R =1mm16，由表 4.1 知梯形高度H2D/34mm，梯形斜边与竖直方向夹角在510，即可确定下底边宽度为 d4.5mm。分流道截面如图 4.3。图 4.2 分流道布置形式图 4.3 分流道截面形状104.4 浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、圆环浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等 16。该塑件表面质量要求较高，采用一模四腔注射，点浇口。位置在塑件的定端中心位置。浇口的结构如图 4.4。图 4.4 点浇口的结构形式115 成型零件设计模具闭合时，成型零件构成了塑料制品的型腔，成型零件主要有型腔、型芯、各种成型杆。成型零件承受高温高压冲击和摩擦，在冷却固化中形成塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需克服塑件的包紧力。在上万次的注射周期，成型零件的形状、尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的质量。成型零件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 2。5.1 分型面的设计5.1.1 分型面的分类及选择原则实际的模具结构主要有三种情况：(1) 型腔在动模一侧；(2) 型腔在定模一侧；(3) 型腔在动定、模中。分型面的选择关系到塑件的正常成型和脱模。分型面的总体选择原则有以下几条：(1) 脱出塑件方便；(2) 模具结构简单； (3) 型腔排气顺利；(4) 确保塑件质量；(5) 无损塑件外观；(6) 合理利用设备。5.1.2 分型面的确定该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大的部位，如图 5.1 中 A-A 截面。 5.2 型腔分布模具型腔在模板上的排列方式有圆形排列、H 形排列、直线排列、对称排列及复合排列等 10。该模具有简单的抽芯结构，综合考虑模具设计为一模四腔，零件采用对称排列，有利于节约材料，简化结构。5.3 成型零件结构设计5.3.1 成型零件具备的性能由于成型零件质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备一下性能 13图 5.1 分型面12(1) 具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压；(2) 具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损；(3) 具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能；(4) 零件的加工性能好，可淬性良好，热处理变形小；(5) 成型部位须有足够的位置精度和尺寸精度。5.3.2 凹模结构设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式 5 种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂 5。由于该模具结构简单，又属于中小型模具，所以凹模板采用整体式。5.3.3 凸模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体 5。凸模板采用整体式。 5.3.4 影响塑件尺寸和精度的因素工作尺寸是成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸与高度尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面 7：(1) 成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为 =（ -） (5.1)式中： s为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差，mm；Smax为塑料的最大收缩率，%；Smin为塑料的最小收缩率，% ；Ls为塑件尺寸，mm。一般由收缩率引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以内。(2) 模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在 IT7IT8 级之间，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。(3) 零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成13磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的 1/6，而大型零件，应在 1/6 之下。(4) 模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸和位置精度。综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成型零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。5.3.5 模具成型零件的工作尺寸计算通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下 7：(1) 凹模（型腔）內形尺寸：(5.2)34k1）（塑凹 l式中： L 凹 型腔內形尺寸， mm；L 塑 塑件外径基本尺寸，mm；k塑料平均收缩率， %，此处取 0.5%；模具制造公差，按 IT9 级公差选取而精度要求不高的塑件按（1/31/6） 选取，此处选 1/3。塑件公差，查表知 PS 塑件精度等级取 3 级；查塑料公差表得塑件基本尺寸3mm， 0.20mm；塑件基本尺寸在 36mm， 0.24mm；塑件基本尺寸在 1014mm， 0.28mm；塑件基本尺寸在 1418mm， 0.30mm。塑件基本尺寸在 2430mm， 0.50mm；塑件基本尺寸在 3040mm， 0.56mm；塑件基本尺寸在 8580mm， 0.86mm；所以型腔尺寸如下： 29.0386.01 74)05.(8 l1417.0350.2 284)05.1(8 l 19.0356.03 ).(7 l型腔深度的尺寸计算：(5.3) 32k1h）（塑凹式中：h 凹 凸模/型芯高度尺寸，mm；h 塑 为塑件內形深度基本尺寸，mm；、k 含义如(5.2)式中。 17.035.01 822)05.(28 10.38.01 64).( h（2）凸模（型芯）外形尺寸计算： (5.4)凸 塑 （ 1+） +34-3 式中： L 凸 凸模/型芯外形尺寸，mm； L 塑 塑件內形基本尺寸， mm；、k 含义如(5.1)式中。由于该塑料的收缩率不大为 0.5%，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率，在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。所以型芯的尺寸如下： 029.386.01 74)05.(76 l 08.324.02 ).( l型芯的深度尺寸计算(5.5)凹 塑 （ 1+） +23-3 式中：h 凹 凸模/型芯高度尺寸，mm；15h 塑 塑件內形深度基本尺寸，mm，即塑件的实际內形深度尺寸；、k 含义如(5.1)式中。型芯的高度为：08.324.01 1)05.(4 h07.32.02 ).( 08.324.03 196)05.1(6 h抽芯机构斜顶杆二维三维图 5.5。图 5.3 斜顶杆(a) 斜顶杆二维图 (b) 斜顶杆三维图166 导向机构设计6.1 导向机构的作用和设计原则 6.1.1 导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。具体作用有以下几点 15：(1)定位作用；(2) 导向作用； (3)承载作用；(4)保持运动平稳作用。6.1.2 导向机构的设计原则主要设计原则(1)导
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