华为110型手机后盖注塑模具设计

西安工业大学毕业设计（论文）本科毕业设计(论文)题目：华为 110 型手机后盖注塑模具院 （系）： 机电工程学院 专 业：班 级：学 生：学 号：指导教师：2011 年 6 月西安工业大学毕业设计（论文）华为 110 型手机后盖注塑模具设计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。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后介绍了当今世界上最为普及的三维 CAD/CAM 系统标准软件 PRO/ENGNEER 的PROGRAM 模块，对定模固定板进行了参数化设计。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；通过对软件的学习，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：塑料模具；参数化；镶件；分型面西安工业大学毕业设计（论文）1The plastic injection modle design of mobil lidAbstractplastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, 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; Finally introduced now in the world the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software PRO/ENGNEERs PROGRAM module, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.Through 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 simplecomponents the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key word: The plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile西安工业大学毕业设计（论文）2目录摘要 .1Abstract.21 绪论 .51.1 前言 .51.2 注塑模行业国内外的状况 .51.2.1 国内现状 .51.2.2 国外现状 .61.3 课题产生的背景和现实意义 .61.4 本文主要研究工作简介 .71.5 思路 .72 塑件分析及材料选用 .82.1 塑件分析 .82.2 塑件材料的选用 .103 模具结构方案的确定 .113.1 模具结构设计的程序和原则： .113.2 注塑模的工作原理及结构组成 .113.3 分型面的选择 .123.4 型腔布局 .133.4.1 型腔数目的确定 .133.4.2 多型腔的排列 .133.5 模具设计方案 .133.6 注塑机的选用 .143.6.1 注塑机的型号选择原则 .143.6.2 计算塑件体积 .143.6.3 初选注射机 .15西安工业大学毕业设计（论文）33.6.4 校核注射机 .154 浇注系统设计 .184.1 浇注系统 .184.2 主浇道设计 .184.2.1 主浇道及浇口套设计 .184.2.2 拉料杆设计 .194.2.3 冷料穴设计 .204.3 分浇道设计 .204.3.1 分浇道的作用 .204.3.2 分浇道尺寸设计 .214.3.3 分浇道的布置形式 .214.4 浇口设计 .224.4.1 浇口的作用 .224.4.2 浇口的选用 .234.4.3 点浇口尺寸设计 .235 成型零件设计 .235.1 成形零件的作用 .235.2 成形零件的设计 .235.2.1 成形收缩率 .245.2.2 模具成形零件的制造误差 .245.2.3 模具成形零件的磨损 .245.2.4 模具安装配合的误差 .245.3 模具零件的强度计算 .275.3.1 矩形型腔侧壁厚计算 .275.4 成形零件钢材选用 .275.4.1 成形零件对钢材的要求 .275.4.2 注塑模具常用钢种 .276 导向与定位机构设计 .28西安工业大学毕业设计（论文）46.1 导向机构设计 .286.1.1 导柱设计 .286.1.2 导套的设计 .296.2 定位机构设计 .307 脱模机构设计 .307.1 脱模机构的分类 .317.2 脱模机构选用原则 .317.3 顶杆脱模机构设计 .317.3.1 脱模力的计算 .317.3.2 顶杆直径的校核 .327.3.3 顶杆脱模机构的导向与复位 .338 侧抽芯机构的设计 .348.1 概述 .348.2 抽芯距确定与抽芯力的计算 .358.2.1 抽芯距确定 .358.2.2 抽芯力的计算 .358.3 斜导柱侧抽芯机构设计 .358.3.1 斜导柱的尺寸计算 .368.3.2 滑块的设计 .378.3.3 导滑槽的设计 .388.3.4 压紧块的设计 .389 排气系统的设计 .3910 冷却系统的设计 .4010.1 冷装置设计的影响因素 .4010.2 冷却装置设计的基本原则 .4010.3 冷却装置的形式 .4011 仿真加工 .4211.1 型腔图形处理 .42西安工业大学毕业设计（论文）511.2 挖槽粗加工 .4311.3 高精度加工 .4711.4 型腔平面加工 .4911.5 生成 NC 加工代码 .5112 总结 .52参考文献 .53致 谢 .54西安工业大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 前言随着科学技术的快速发展，工业材料的多样性，在日常生活中越来越多的塑料产品的出现，这些产品价格低，小巧轻便，给人类生活带来了很多的方便，这注定了这种产品的重要地位。作为现代新兴工业之一的塑料工业正在迅速向前发展。塑料制品在机械，仪表，无线电，电讯，日用品，国防和尖端科技等方面应用甚广。塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用，塑料制品的应用日渐广泛，为塑料模具提供了一个广阔的市场，同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢迎。用塑料模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向本次塑料模具设计是系统的学习塑料模具的相关知识，采取基础知识和设计技巧相结合，通过对典型零件二维，三维设计，数控自动编程，应用模具设计和计算机技术，是进入工作岗位前的一次理论结合实践的大练兵。1.2 注塑模行业国内外的状况1.2.1 国内现状模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。从行业结构看，随着改革开放的不断深入，民营企业得到快速发展，国有模具企业活力增强，能力提高也较快，适应模具行业生产特点的模具集聚生产园区得到发展，中西部等模具工业欠发达地区的模具工业有了新的进步。同时，我国模具企业的设计、制造水平和企业管理水平也有了很大提高。CAD/CAE/CAM 等计算机辅助技术高速加工技术、热流道技术、逆向工程等新技术得到广泛应用，ERP、PDM西安工业大学毕业设计（论文）1等信息化管理技术正得到积极推广。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。 中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益，而中高档模具能力不足。模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少。1.2.2 国外现状国外模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。模具向高精度复杂、多功能的方向发展。国外模具制造业已高度专业化,商品化,社会化。从模具生产的年总额,行业组织，规模，商品化生产比率等几方面来看，已达到相当高的水平。美国在 70年代模具生产的专业化，商品化比例就占主导地位，超过了 90%，日本经过几十年的努力,振兴，模具生产逐步纳入了专业化，商品化比例也已高达 80%。高度专业化,商品化生产给模具生产带来高效率，高效益，模具产值平均达 6 万美元/人/年左右，高的甚至达 35 万美元/人/年，而且有的国家模具工人增长不多，甚至有所减少，但其产值仍不断的增长，模具行业的经济效益继续得到提高。另外为了适应模具制造业发展的需要，模具材料日益向多品种、精细化、制品化的方向迅速发展。为了更好地进行竞争，国外的公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成了几个世界著名的工模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工业。1.3 课题产生的背景和现实意义模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具设计在汽车工业中具有重要位置。本次设计通过对一具体塑件进行模具设计，使我们掌握塑料模具设计的基本原则、方法，并能较为熟练的使用 AutoCAD 和 Pro/E 等相关软件，我们没有足够的条件充分参与到实际工作中去 。对于解决实际问题的能力还缺乏锻炼。该题目作为独立课题由个人完西安工业大学毕业设计（论文）2成可以充分锻炼自行解决问题的能力，并养成良好的自学能力和信息搜集，检索的能力。1.4 本文主要研究工作简介本设计以手机后盖这一日常塑料件为研究对象，应用 Pro/e，AutoCAD 等CAD/CAM/相关软件协助设计，采用注塑模具设计、三维实体建模、图形自动编程等相关机械方面的理论设计出模具，编写模具部分零件的加工 NC 代码。在设计之前先对塑料所用材料进行分析，然后对塑件成型进行工艺分析，选择合理的加工类型和加工机械，接下来进行有关工艺计算，如材料收缩率、脱模斜度、塑料件的尺寸精度等。根据计算结果确定模具类型并设计模具的内部结构。选择注塑机，对注塑机的主要工艺参数、安装尺寸、开模行程和顶出装置进行校核。然后按照次序设计浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构、注塑模成型零部件结构设计、注塑模导向定位机构及其它部件设计、冷却系统，并进行相关计算和校核。最后在论文附件中加入塑料制品零件图、塑料模具装配图及其零件图、开题报告、中期报告、外文翻译、等等。1.5 思路a.确定型腔的数目 确定型腔的数目的方法有多种，如根据锁模力，根据最大注射量，根据制品的精度，根据经济性等等，在设计时候应根据实际情况决定采用哪一种方法。b.选定分型面虽然在制品设计阶段分型面已经考虑或者选定，在模具设计阶段仍应再次校核。从模具结构及其成形工艺的角度判断分型面的选择是否最为合适。c.型腔的配置这是模具结构总体方案的规划和确定。因为一旦型腔布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定。冷却系统和脱模机构在配置型腔时也必须给予充分的注意。若冷却通道布置与推杆孔，螺纹孔发生冲突时要在型腔配置中进行协调。当型腔，浇注系统，冷却系统，脱模机构的初步位置决定后，模板的外形尺寸基本上便已确定。在此基础上可以选择合适的标准模架。d.确定浇注系统浇注系统设计是模具设计中最重要的问题之一。浇注系统的合理性对制品质量和生产效率有着决定性的影响。西安工业大学毕业设计（论文）3e.确定脱模方式在确定脱模方式时首先要确定制品和流道凝料滞留在模具的哪一侧，必要时要设计强迫制品滞留的结构（如拉料杆等） ，然后再决定是采用推杆结构还是推件板结构。f.冷却系统与脱模机构的结构设计冷却系统与脱模机构的同步设计有助于两者的很好协调，并体现出对冷却系统重要性的认识。g.确定凹模和型芯的结构和固定方式当采用镶块式凹模或型芯时，应合理地划分镶块并同时考虑到这些镶块及镶块固定板的强度，刚度，可加工性，紧固性和可更换性。h.确定排气方式i.绘制模具的结构草图j.校核模具与注射机有关尺寸k.校核模具有关零件的刚度与强度l.绘制模具的装配图m.绘制模具的零件图n.编写设计说明书o.交由指导老师审核2 塑件分析及材料选用2.1 塑件分析塑件设计的一般原则：a.在选料方面需考虑：(1)塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等。(2)塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3)塑件在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。b.在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑件）或快速受热固化（热固性塑件）等。西安工业大学毕业设计（论文）4本设计是对手机后盖（如图 2.1 所示）的模具进行设计，此塑料件是外壳类零件，属于小型薄壁塑件。外壳类的设计在工业产品设计中是一类比较典型的操作型产品的设计，涉及到因素较小，最主要的是使用时要手感舒适。所以它的尺寸要求一般，表面质量要求稍高，外观平滑，无气孔、缩孔等现象。这里尺寸公差按 SL137278 标准制定精度，还要有良好的热固性，要有一定的硬度，良好的耐腐蚀性，要有较好的机械性能，耐热性强，还有环保。图 2.1 手机后盖塑件图在模具方面，应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。塑件的详细尺寸如图 2.2 所示。西安工业大学毕业设计（论文）5图 2.2 手机后盖塑件的详细尺寸2.2 塑件材料的选用中文学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；英文学名：Acrylonitrile Butadiene Styrene 英文简称：ABS。ABS 流动性好，易于成型。熔融温度为 217237 摄氏度，热分解温度为250 摄氏度以上。熔融温度与分解温度比较接近，选择料筒温度为 200230 摄氏度，为了防止流涎现象，喷嘴温度稍低于料筒温度取 180190 摄氏度。注射时，需在 7080 摄氏度预干燥 4 小时以上，注射温度为 170200 摄氏度，注射成型过程中，冷却介质用水，模温越低，冷却速度太快，熔体温度降低越迅速，造成熔体粘度增大，注射压力损失，引起充模不足，反之，则有利于提高制品表面质量，但制品生产率大大降低，综合以上两点，取模具温度为 6070 摄氏度。根据上述分析结果，经过比对得出 ABS 符合要求。西安工业大学毕业设计（论文）63 模具结构方案的确定3.1 模具结构设计的程序和原则：（1）型腔的布置根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。（2）确定分型面，分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。（3）浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方法、排气槽位置、大小） 。（4）顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出） ，决定侧凹处理方法、抽芯方式。（5）加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。（6）确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。（7） 确定主要成型零件，结构件的结构形式。（8）模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。3.2 注塑模的工作原理及结构组成注射模具包括动模和定模两部分，动模安装在注射机的动模支撑板上，定模安装在注射机的定模固定板上。注射时动模与定模闭合，构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，脱模机构顶出塑料制品。根据模具中各个部件所起的作用，可将模具分为以下几个基本组成部分：（1）成型部件：主要用来决定制品的几何形状和尺寸，如凸模决定制品的内形，而凹模决定制品的外形。（2）导向机构：主要用来保证动模和定模两大部份或模具中其它零部件（如凸模合凹模）之间的准确对和，以保证制品形状和尺寸的精确度，并避免模具中各种零件发生碰撞和干涉。（3）浇注系统：是将注射机射出的塑料熔体引向闭合模腔的通道，对熔体充模时的流动特性以及注射成型质量都具有重要影响。（4）顶出机构：在开模过程中，需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。（5）冷却系统：模具的冷却一般依靠模具内开设的冷却水道中的冷却水。（6）排气系统：注射模中设置排气结构是为了在塑料熔体充模过程中排除西安工业大学毕业设计（论文）7模腔中的空气和塑料本身挥发出的各种气体，以避免它们造成缺陷。（7）抽芯机构：塑料制品带有侧凹或侧孔时，在开模脱出制品前，必须把成侧凹或侧孔的瓣合模块或侧向型芯从制品中脱出。3.3 分型面的选择模具上用于取出制品和浇注系统凝料，可以分离的接触表面称为分型面。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难度和模具的设计制造都有很大的影响。分型面的选择原则如下：（1）分型面应选在制品最大轮廓线上，最好是一个平面，而且此平面能够置于与开模方向垂直的位置。分型面两侧的轮廓应依次缩小，不应影响脱模的凹凸形状。（2）可能使制品留在动模一侧，因为注塑机的推出机构设在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模。（3）保证制品的尺寸精度。（4）保证制品的外形美观。容易清理塑件脱模后在分型面的位置都会存在一圈毛边，俗称飞边。这些毛边脱模后立即割除，但仍然会在塑件上留下痕迹，影响塑料件的外观。故分型面应避免设在塑件光滑表面上。（5）利于排气，对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气，因此选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。 （6）能减少飞边，注射成型时塑件产生飞边的主要原因是分型面不够密闭，或使用一段时间后磨损，或巨大的注射压力作用下动、定模发生微量弹性变形。其中使用磨损的因素是难以避免，另两种因素只要合理分型面位置，提高模具制造精度，可以减少飞边。但按此原则设计的分型面正好与有利于排气的原则相反。（7）简化模具结构，当安排制品在型腔中方位时，应尽量侧向分型。 （8）制品的使用要求。（9）制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力。 选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是脱模可能，保证制品技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补。除非制品非常简单，要选择完全理想的分型面是很难的。有时还要与浇注系统的设置及顶出装置的设置一并考虑。本次设计分型面选择如图 3.1 所示：西安工业大学毕业设计（论文）8图 3.1 分型面3.4 型腔布局3.4.1 型腔数目的确定一模多腔时，需要确定最经济的型腔数目 n。影响 n 的因数有技术参数和经济指标两个方面。技术方面参数包括锁模力最小和最大注射量塑化能力，模板尺寸，制品尺寸精度和流量参数等。经济指标主要是指 n 的多少对制品成本的影响。3.4.2 多型腔的排列一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列，H 型排列，直线型，以及符合排列，在设计时应注意以下几点：（1）平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证值品质量的均一和稳定。（2）和浇口开设部分应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。（3）使型腔排列的紧凑，以便减小模具外形尺寸。（4）圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工困难。所以在一般情况下采用直线型排列和 H 型排列。西安工业大学毕业设计（论文）93.5 模具设计方案本设计采用一模两腔的方案，排列布置方式如下图所示。3.6 注塑机的选用3.6.1 注塑机的型号选择原则注射模必须安装在与其相适应的注射机上才能进行生产，因而在设计模具时，必须确定所选用注射机的技术参数，如注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、开模最大行程、拉杆间距、安装模板的螺孔位置和尺寸、定位孔尺寸、喷嘴球面半径，等等。3.6.2 计算塑件体积 V 总 =56305=8400mm3 V 内 =52263=4056mm3 V 塑 = V 总 -V 内 =（8400-4056）mm 3=4344mm3V 总 -手机后盖，不算凹槽的体积。V 内 -手机后盖内，凹槽的体积。西安工业大学毕业设计（论文）10V 塑 -手机后盖塑件的实际体积。3.6.3 初选注射机通过查询相关资料，有：0.8V 注 nV 塑 其中： n-型腔数目，在这里取 2.推出：V 注 2 V 塑 /0.8=24344/0.8=10860mm3=10.86cm3由此，初选 XS-ZY-125 型热塑性塑料注射机，其具体参数如下表：螺杆直径（mm）42模具厚度（mm）最大 300注射容量（cm 3）125 最小 200注射压力（Mpa）119喷嘴球半径（mm） 12锁模力（KN） 900 孔半径（mm） 4最大注射面积（cm 2）320顶出中心孔径（mm）无模板行程（mm）300 两侧孔径（mm）22定位孔直径（mm）100 +0.054 两侧孔距（mm）2303.6.4 校核注射机a.锁模力的校核注射压力 P0 =119MPa又塑料熔体在型腔内的平均压力 Pm =(0.250.5)P0 确定 Pm =0.3 P0 =0.3119MPa=35.7MPa西安工业大学毕业设计（论文）11P0 -注射机的额定注射压力Pm -塑料熔体在型腔内的平均压力又A z =5630=1680mm2 ， n=2P 实 =nPm Az =235.71680=119952N=119.952KNAz -制品投影P 实 -所需锁模力综上所述，所需锁模力小于注射机额定注射力锁模力满足需求b.最大注射压力的校核注射机的最大注射压力 P0 ，而成型时用的注射压力 P 成 常取 70-150MPaP 0 P 成 ，满足最大注射压力的需求。c.注射机安装模具部分的尺寸校核（1）初选模架通过查找模具设计与制造简明手册 ，初步选择 A2-250250-20-Z2 型模架。如下图：西安工业大学毕业设计（论文）12(2)尺寸校核所选模架高度=25+32+40+103+25=225mm又模具厚度最大为 300mm，最小为 200mm尺寸满足条件（3）开模行程的校核注射机最大开模行程，即模板行程Smax=300mm又塑件脱模距离 H1=5mm包括浇注系统凝料在内的塑件高度 H2=5+50=55mm模具所需开模距离 S=H1+H2=60mm即 SmaxS西安工业大学毕业设计（论文）13满足条件4 浇注系统设计4.1 浇注系统普通浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔进料通道，具有传质、传压和传热的功能。它由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：（1）合型腔布置考虑，尽量采用平衡式分浇道布置，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2）短熔体流程，以便降低压力损失、缩短充模时间。（3）应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。（4）腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。（5）腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。（6）置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。（7）少因开设浇注系统而造成的塑料凝料用量。（8）注系统时应考虑储存冷料措施。（9）使主浇道中心与模板中心重合，若无法重合应尽量使两者偏距离减小。4.2 主浇道设计主浇道是塑料熔体进入模具型腔是首先经过的部位，与注塑机喷嘴同一轴线。它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其断面形状为圆形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主浇道凝料又能顺利拉出来，主浇道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主浇道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成浇口套镶入定模板内。浇口套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。西安工业大学毕业设计（论文）144.2.1 主浇道及浇口套设计主浇道为了使凝料顺利地拔出，主浇道的小端直径 D 应稍微大于注塑机喷嘴直径 d 通常为 D=d+（0.5+1）mm。主浇道的半锥角度 a 通常为 2 到 4 度。过大的锥角会产生涡流或紊流，卷入空气。过小的锥角会使浇道凝料脱模困难。主浇道的长度 L，一般按照模板厚度确定。为了减小熔体充模时的压力损失和物料损耗，应尽量缩短主浇道长度一般控制在 60mm 范围内。在注射模中，主浇道通常不是直接开在定模上。因为主浇道频繁的流过高温高压的熔料，并与喷嘴反复接触很容易损坏。因此长将主浇道部分单独做成一个完整的衬套装于定模上，称为浇口套。这样，既便于精加工，且当磨损至一定程度时，只要更换浇口套便可再正常使用。对于中型注射模，常在浇口套端部做出法兰，用螺钉固定于定模上。一般浇口套设计要求为：法兰厚度510mm，浇口套的球面圆弧半径应比喷嘴球面圆弧半径值大 1 至 2 毫米且球面深 310mm。否则将造成漏料。主浇道外圆柱面与定模的配合要求可以低些，但也不可有大间隙以免溢料。浇口套常用材料为 T8 或 T10。综上所述本次设计的浇口套具体设计如图：图 4.1 浇口套西安工业大学毕业设计（论文）154.2.2 拉料杆设计拉料杆的作用为是在开模时将粘附在模具主浇道里的浇道凝料拉出来，使浇道凝料和塑件一起都留在动模一侧。本设计采用 Z 形浇道拉料杆。尺寸如下图 4.2 所示。图 4.2 浇道拉料杆4.2.3 冷料穴设计 冷料穴是用来储存两次注射间隔所产生的冷料头，防止冷料头进入浇注系统的浇道和型腔或堵塞浇口。主浇道的冷料穴一般开设在拉料杆的前端，而分流道的冷料穴开在分浇道的末端。4.3 分浇道设计4.3.1 分浇道的作用分浇道是主浇道与浇口之间的进料通道。分浇道一般设在分型面上。多型腔模都需要开设分浇道。分浇道除了将主浇道底部的熔融塑料引导至浇口的作用之外，还应保证熔料在流动过程中温度和压力的变化小，并在尽可能短的时间内完成熔料充型，因西安工业大学毕业设计（论文）16此分浇道应该粗而短。但分浇道太粗会使塑料损耗增大，而且增加熔料冷却时间而降低生产率。分浇道的长度则与型腔的布置有关，型腔越多距离越远，分浇道就越长。分浇道的截面积不能使充模时间增长，塑料制品出现缺料、烧焦、产生波纹及凹陷等；分浇道截面积过大，易在模具型腔内积存气体，造成塑料制品上的缺陷，增加冷料回收量，延长了塑料制品的冷却时间，因而延长了成型周期，降低了生产效率。4.3.2 分浇道尺寸设计常用的分浇道截面形状有圆形、U 形、梯形、六角形等。在分浇道设计中要减小分浇道内的压力损失然而，各种分浇道截面的效率为圆形和方形最高。然而，圆形截面的分流道加工困难，半圆在动模半圆在定模，两半圆必须对准，否则合拼后不成圆形。正方形截面虽比圆形容易加工，但两侧面垂直于开模方向，不利于脱模。本设计的分流道设置在型腔内，使得不需要在型芯内再次加工分流道。图 4.3 梯形截面4.3.3 分浇道的布置形式在分浇道的设计中，除了截面积、截面形状和相关尺寸的选择外，分流道的布置也是一个重要的方面。分流道的布置形式与型腔的布置形式密切相关。型腔的布置应以主流道为中心对称分布，并且尽可能排列紧凑，以使模具尺寸减小，减少浇注系统耗料。型腔对称分布可使注射时产生的压力中心与锁模力一致。对于本制品，其型腔的分布为以主流道为对称中心，一模量腔前后分布。西安工业大学毕业设计（论文）17如图 4.4 所示:图 4.4 型腔的分布4.4 浇口设计4.4.1 浇口的作用浇口是连接浇道与型腔之间的一段细短通道。它是浇注系统中最关键的部分，浇口的形状尺寸和位置对塑件质量的影响很大，浇口的作用有以下几点：（1）可以简洁干净的分离注塑制品与流道，还可以防止因为浇道的低温产生的冷凝进入型腔。（2）以增加物料通过时的流速，同时浇口前后两端有较大的压力差，这样可以明显地降低塑料熔体的表面粘度，使充模容易。（3）有较大的摩擦阻力，塑料熔体通过浇口时，由于摩擦阻力，一部分能量转成热能，使塑料熔体的温度升高，温度上升也会降低表面粘度，提高流动性，这对提高薄壁塑件或带有精细花纹的塑件的质量是有好处的。（4）控制并缩短补料的时间，从而降低制品内应力。在注射过程中，注射保压阶段一直要延续到浇口处固化为止。否则型腔中的塑料会倒流出来。（5）塑件成形时间。由于浇口小所以固化快，在生产某些塑件时，可以不待整个截面完全固化就可脱模，而未固化的塑料可以从浇口倒流出。（6）模中，小浇口可以平衡各型腔的进料速度，特别是在流道呈非平衡式布置的模具中，如果浇口尺寸过大，则分流道尚未充满，一部分型腔就已开始西安工业大学毕业设计（论文）18低速进料，当流道充满时，这部分塑料已开始冻结，这就造成了制品缺陷和制品性能及尺寸的不均匀性。4.4.2 浇口的选用 浇口是连接分流道和型腔的桥梁，是整个浇注系统的最薄弱点。其形状和安装位置应根据实际需要来确定。浇口分为浇口、矩形浇口、点浇口、侧浇口、潜伏浇口、盘式浇口、扇形浇口、环形浇口等。本设计中采用的是侧浇口。点浇口是截面形状小如针点的浇口。优点： a.进料口小，直径在 0.51.8mm 之间，冷凝快，从而缩短了成型周期，提高了生产率。b.侧浇口能均衡各型腔的进料速度。c.浇口痕迹小一般不需要修正浇口，提高了生产效率。d.浇口与制品的自动分离便于实现生产过程的自动化。缺点： a.于点浇口尺寸小，充模时阻力大。b.浇口冷凝快，不利于不缩。4.4.3 点浇口尺寸设计 点浇口的尺寸一般根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正，浇口断面积与分流道断面积值比约为 0.030.09，断面积常为矩形或圆形。本设计中采用圆截面浇口，直径大小为 0.75mm。5 成型零件设计5.1 成形零件的作用注塑模具的成形零件指构成型腔的模具零件，包括凹模、型芯、成形杆等。凹模用以形成制品外表面，型芯用以形成制品内表面，成形杆用以形成制品局部细节。成形零件是影响模具质量和寿命的重要因素。西安工业大学毕业设计（论文）195.2 成形零件的设计成形零件工作尺寸是指成形零件上直接用来成形塑件部位的尺寸。它主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形的长度和宽度尺寸） 、型芯的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）与型腔（型芯）的位置尺寸等。影响塑件尺寸和精度的因素5.2.1 成形收缩率 塑料成形后的收缩率与塑料的材料、塑件的结构、模具的结构以及成形的工艺条件等因素有关，因此，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：s=（Smax-Smin ）Ls式中 s塑料收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）Smax塑料的最大收缩率（%）Smin塑料的最小收缩率（% ）Ls塑件尺寸（mm）本设计中 s=（0.004-0.002）60=0.12mm一般情况，由成形收缩率波动而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。5.2.2 模具成形零件的制造误差 实践证明，如果模具成形零件的制造误差在 IT7IT8 级之间，成形零件的制造公差占塑件公差的 1/3。5.2.3 模具成形零件的磨损 对于中小塑件，模具的成形零件最大磨损可取塑件公差的 1/6，而大型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的 1/6。5.2.4 模具安装配合的误差 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。具体的计算公式如以下 型腔径向尺寸计算： m+cp0D=1Sd-x西安工业大学毕业设计（论文）