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第 1 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称下 料工序号0共7页材 料45 钢板机 床锯 床类别零（组）件号零（组）件名称定模座板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1开 料 30 X 325X405游标卡尺附注：检验毛坯的牌号学生指导教师第 1 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称下 料工序号0共7页材 料45 钢板机 床锯 床类别零（组）件号零（组）件名称顶杆固定板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1开 料 30 X 305 X 205游标卡尺附注：检验毛坯的牌号学生指导教师第 3 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称铣上平面工序号10共 7页材 料45机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称定模座板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣上平面面铣刀游标卡尺2精铣上平面面铣刀游标卡尺附注：学 生指导教师第 3 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称铣上平面工序号10共 7页材 料45机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称顶杆固定板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣上平面面铣刀游标卡尺2精铣上平面面铣刀游标卡尺附注：学 生指导教师第 4 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称铣六方工序号15共 7页材 料45 钢机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称定模座板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣底面面铣刀角度尺游标卡尺2精铣底面面铣刀角度尺游标卡尺附注：保证各平面的平行度和垂直度学生指导教师第 4 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称铣六方工序号15共 7页材 料45 钢机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称顶杆固定板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣底面面铣刀角度尺游标卡尺2精铣底面面铣刀角度尺游标卡尺附注：保证各平面的平行度和垂直度学生指导教师第 5 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称钻上平面各孔工序号20共 7页材 料45 钢板机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称定模座板硬 度夹 具铣床夹具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1铣图示台阶孔铣刀游标卡尺3附注：保证各平面的垂直度学 生指导教师第 5 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称钻上平面各孔工序号20共 7页材 料45 钢板机 床钻床类别零（组）件号零（组）件名称顶针固定板硬 度夹 具钻床夹具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1钻上平面各孔钻床游标卡尺3附注：保证各平面的垂直度学 生指导教师第 5 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称钻上平面各孔工序号25共 7页材 料45 钢板机 床钻床类别零（组）件号零（组）件名称顶针固定板硬 度夹 具钻床夹具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1钻上平面各孔钻床游标卡尺3附注：保证各平面的垂直度学 生指导教师第 6页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称钳工精修工序号30共 7页材 料45 钢板机 床类别零（组）件号零（组）件名称定模座板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1钳工去毛刺修锐边锉刀附注：学生指导教师第 2 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称粗铣四周轮廓工序号5共7页材 料45 钢板机 床铣床类别零（组）件号定模座板零（组）件名称定模座板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣四周轮廓立铣刀游标卡尺2精铣四周轮廓立铣刀游标卡尺附注：学生指导教师第 2 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 序序 卡卡 片片工序名称粗铣四周轮廓工序号5共7页材 料45 钢板机 床铣床类别零（组）件号零（组）件名称顶杆固定板硬 度夹 具工 步刀 具工步号内 容刀 具量 具1粗铣四周轮廓立铣刀游标卡尺2精铣四周轮廓立铣刀游标卡尺附注：学生指导教师第 1 页 共 26 页目 录目 录 .1前 言 .2第一章 定模座板工作零件结构工艺性分析 .5第一节 熟悉和分析定模座板制定工艺规程的主要依据 .5第二节 定模座板零件的结构工艺性分析 .7第二章 设备与工艺装备的选择 .10第一节 设备的确定 .10第二节 机床的选用 .13第三章 确定毛坯的类型及其制造加工方法 .14第四章 拟定定模座板工艺路线 .16第五章 确定定模座板工序的加工余量 .20第一节 确定定模座板加工余量的方法 .20第二节 确定主要工序的技术要求及检验方法 .21第三节 检验 .22第六章 确定定模座板工序的切削用量和时间定额 .22第七章 定模座板加工的技术文件 .23第八章 参考文献 .252前 言本工艺规程主要将学生学到的理论与实际相结合，突出模具设计基础的结合运用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，正确掌握并运用塑模工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。在以后的生产生活中，研究和推广新工艺，新技术提高模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具技术水平。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点所决定的。塑料谜底小，质量轻。这就是“以塑代钢”的明显优点所在。塑料的比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，所以塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学稳定性最高，减磨耐磨性能好。此外，塑料的减振和隔音性能也很好。许多塑料还具有透光性能和绝热性能以及防水，防透气和防辐射等特殊性能。因此，塑料已成为各行各业中不可缺少的一种重要材料。需求量的日益增加，这些产品的更新换代的周期愈来愈短。因此对塑料的品种，产量和质量都提出了越来越高的要求。因此，本工艺规程课程设计说明书具有以下的优点：一、本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明书结合了塑料模具图册的若干图列，并突出性和实用性的对每一幅模具进行详细的对比分析与学习，然后再结合相应的实践知识进行的设计计算。3二、本工艺规程设计说明书本课程设计计算说明书主要阐述了塑料注射模具注射成形的整个设计计算过程，以及每一个组成部的设计计算，同时较为严密合理的进行相应的校核与验证。三、本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明书同时也结合了模具设计与制造专业所学的所有知识，比如塑料模具设计与制造、机械制图，公差与测量技术、模具工艺与工装等专业课的知识。所有的这知识储备均体现了本课程设计计算说明书依据与合理性。随着现代工业的发展需要塑料制品在工业、农业、以及日常生活等各个领域应用越来越广，质量要求也越来越高。在塑料制品的生产中高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化成形设备等都已成为成形优质塑件的重前提条件。因此，本工艺规程课程设计说明书本课程设计计算说明说书具有以下的不足之处：一、由于初步接触塑料模具设计与制造知识以及共进入机械行业，因此对塑料模成型以及成型工艺了得比较浮浅，设计时困难比较大，设计也够准确。为此本课程设计计算说明说书也有待进一步改进。二、社会实践经验缺乏，在设计时有这方面原因从而忽略了很多因素，为此设计计算中也有许多不严密之处。本课程设计主要将学生学到的理论与实际醒结合，突出模具设计基础的结合运用，以提供更准确，实用，方便的计算方法，4正确掌握并运用冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状和尺寸的综合应用，提高自我的模具设计与制造能力的综合应用。在以后的生产生活中，研究和推广新工艺，新技术提高模具在生产生活中的应用，并进一步提高模具技术水平。实践证明，理论联系实际的学习才是最有效的学习方法。因此本设计计算说明书结合了塑料模具图册、塑料模具设计与制造、机械制图，公差与测量技术、机械设计基础等专业课知识，再结合实际生产经验而设计的。从而充分体现了所学的专业知识实际生产的应用。5第一章第一章 定模座板工作零件结构工艺性分析定模座板工作零件结构工艺性分析第一节第一节 熟悉和分析定模座板制定工艺规程的主要依熟悉和分析定模座板制定工艺规程的主要依据据一 、熟悉和分析定模座板制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析。1、定模座板制订工艺规程的主要依据（既原始资料） 。1产品的装配图样和零件图样（见图附页）2产品的生产纲领3产品的生产纲领现有的生产条件和资料，它包括毛坯的生产条件或协作关系，工艺装备及专用设备的制造能力，有关机械加工车间的设备和工艺装备的条件，技术工人的水平以及各 种工艺资料和标准等。 4外国内产品的有关工艺资料等。2 原始资料1）零件图样如设计任务书所示的零件图及尺寸。 （见下图）6 零件图2）生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品质量和进度计划，计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。该零件是组成滑轮注塑摸的一个结构零件，一副模具只需要一个此零件即可，所以初步拟订其生产纲领为 100 件。3）生产类型生产类型是企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序7数，查文献1表 13 生产类型和生产纲领的关系，确定该零件的生产类型为单件小批量生产。4）生产组织形式 生产类型不同，零件和产品的生产组织形式，采用的技术措施和达到的技术经济效果也会不同，因为该零件是单件小批量生产，所以其生产组织形式查文献1表 1-5 的各种生产类型的二、定模座板的工艺特征有其生产组织形式1 零件的互换性：有修配法，钳工修配，缺乏互换性。毛坯的制造方法与加工余量，木模手工造型或自由锻造毛坯精度低，加工余量大。2 机床设备及其布置形式：通用机床，按机类别采用机群式布置。3 工艺装备：大多采用通用夹具，标准附件，通用刀具和万能量具，标准附件，通用刀具和万能量具，靠划线和试切法达到精度要求。4 对工人的技术要求：需技术水平较高的工人。5 工艺文件：有工艺路线卡和关链工序工序卡。6 成本：较高。结合上述分析对现有条件作出合理的调整使得该零件的加工更能体现“质优价廉” 。8第二节第二节 定模座板零件的结构工艺性分析定模座板零件的结构工艺性分析一、定模座板零件的结构工艺性分析熟悉定模座板零件图，了解零件的性能，用途，工作条件及其所在模具中的作用。1）定模座板零件的性能：具有较高的强度，硬度和韧性，适用于小型复杂的塑料模具。2）定模座板零件的用途：固定模具零件，并与它发生直接联系用的零件，在模具打开时带动成型零部件向下移动，确保塑件与成型机构的分离，保证模具的顺利打开和合模。3） 定模座板工作条件：安装在滑轮注塑模的定模座板上，与其他零部件结合使用，适合滑轮注塑模的工作条件。4）定模座板零件在模具中的作用：该零件在模具中与导滑板，凹模划块和弯销等配合成滑轮的注塑成型机构，起固定和定位作用。二、了解定模座板零件的材料及其力学性能1 定模座板材料该零件材料为 45 钢，它是碳素结构钢，具有较高的强度和硬度，耐磨性好且热处理变形小，制品一般用于淬，适用于制品批量生产的热塑性塑料的成型模具零件。1 材料的力学性能查文献3表 7-5 优质碳素钢牌号，成分及性能（GB69988）可知 45 钢的力学性能为：9b/MPas/MPas100100Ak/J600 355 1640 39推荐的热处理温度正火：830淬火： 840回火： 600硬度： 未处理：229HBS 退火钢：197HBS 分析：45 钢在退火，正火及调质状态下的力学性能为：状态b /MPa5100AK/JHBS 退火65070015203248180 正火70080015204064163220 调质75085020256496210250 正火后钢的强度，硬度，硬度，韧性都比退火后的高，且塑件也好，操作方便，生产周期短，能量耗费少，则在条件允许下，应优先考虑，采用正火处理，可作为零件的预先热处理。调质处理后钢的强度较高，而且塑件与韧性更显著高于正火状态，其硬度较低，便于切削加工，并能获得较低的表面粗造度值，故也可作为表面淬火和化学热处理前改善钢件原始组织状态的预先热处理。三、分析选择该定模座板的热处理为调质。101 定模座板结构形状分析该零件从形体上分析其总体结构为六面体，上表面有 2-15的型芯孔，并且侧面有 4-M30 螺钉孔，2-21 导柱孔扩孔为30。因此其结构形状较为简单，属于加工成形。故其结构形状工艺性合理。2 定模座板尺寸该零件的外形尺寸为 180mm300mm25mm，且一部分孔的加工可在与其配合的零件加工时保证，因而该零件的加工尺寸较小，减化了加工工序，降低了加工难度，可保证加工质量。 故其尺寸工艺性较为合理。3 定模座板精度为了满足塑件尺寸精度和表面粗造度的要求，根据塑件精度等级（精度等级为 IT4IT5 级）确定模具制造精度为IT6IT7 级。4 定模座板热处理为了消除毛坯在加工后的缺陷，改善其工艺性能，且为后续工序作出组织准备和提高工件的使用性能及使用寿命采用调质方式进行热处理。 综合上述分析可知该零件的加工较容易，可采用先进的，高效率的工艺方法进行加工制造，但使其加工成本较高，为了降低其加工成本，可适当调整加工设备采用一般工艺方法进行加工11第二章第二章 设备与工艺装备的选择设备与工艺装备的选择第一节第一节 设备的确定设备的确定一、设备确定因为该零件采用组织集中工序，所以选择通用设备，即：C41250 型空气锤，加热炉，铣床，刨床，磨床，钻床，铰床，坐标磨床等。二、工艺装备的选择1 夹具的选择单件小批量生产首先采用各种通用夹具，也可采用组合夹具，结合实际生产条件可知该零件选择四爪卡盘，虎钳，画线平台，平行夹头，火钳和组合夹具等。2 刀具的选择一般优先采用标准刀具根据该零件的工艺性及实际条件确定其刀具为：剪板机，平面刨刀，圆柱铣刀；端面铣刀，平行砂轮，划针，样冲，立铣刀，钻头，丝锥，扩刀，砂轮等。3 量具的选择依据量具的精度必须与加工精度相适应，则该零件应优先采用通用量具，即：钢尺、游标卡尺、直角尺、内卡钳、百分表。三、拟订工艺路线综合上述分析最终拟订两条工艺路线如下：工艺路线一：12工序号工序名称0备料5锻造10退火15铣（刨）平面20磨平面25钳工划线30铣工35热处理30钳工精修45磨削50检 验55入 库 工艺路线二： 工序号 工序名称0备料5锻造10退火15铣（刨）平面20磨平面加工精基准面25钳工划线30铣工1335热处理40钳工精修45磨削50检验四、工艺路线方案的比较与分析以上两种工艺路线方案想比较，第二种方案有以下几个优点：1. 工序内容简单，工序连接紧密，有利于组织流水生产。第一种方案中工序之间相互脱节，造成加工困难，另一面，这样增加时间，生产率降低，不够经济。2. 定位基准的选择定位基准的选择将直接影响加工精度的高低，同样作为定位基准的部位加工质量的好坏也影响的定位的准确性和加工质量，使安装误差和定位误差增大，从而对加工精度有很大影响，零件上的各个表面间的位置精度，是通过一系列工序加工后获得的，这些工序的顺序和原始尺寸的大小，标注方式和零件图上的要求直接有关，第一种方案中，工序 45 不找正直接加工，易使工件偏斜，位置精度不准确，给下面的工序的位置精度，定位基准带来一定困难。第二方案中工序之间的采用互为基准原则的，其作用是加工时的余量均匀，并使加工后的表面位置度较高，能顺利加工。14第二节第二节 机床的选用机床的选用一、机床的选用机床的选用，主要考虑零件加工的经济性，应该充分运用现有设备，不增加零件的成本。第一套方案中，较多的使用了专用机床，第二套方案中可使用普通机床。降低了加工成本，但是精度不能满足。另外在机床的选择上，也必须考虑以下因素： 机床的工作精度和工序的加工精度相适应 机床的工作尺寸应和工件的轮廓尺寸或夹具的尺寸相适应 机床的功率与刚度的性质相适应，另外，机床的加工用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应 刀具的选择刀具的耐用度问题也的批量生产中的重要问题，刀具耐用度的提高，不仅可以节约辅助工作时间，又可降低刀具的费用。合理选择刀具的提高刀具耐用度的关键。第二套方案中，工序 30钻，扩 20 孔深 190.2 采用两把车刀，分别采用合适的几何角度和材料来完成粗，精加工，这样大大减少了刀具的磨损。二、工艺路线方案确定经过多方面的分析，第二套工艺路线方案从安排工序依据的原则，定位基准的选择，加工经济性和刀具的耐用度等方面均比第一套合理，因此用第二套工艺路线作为加工方案。15第三章第三章 确定毛坯的类型及其制造加工方法确定毛坯的类型及其制造加工方法一、定模座板毛坯的形状和特征毛坯的形状和特征，在很大程度上决定着模具制造过程中工序的多少，机械加工的难易程度，材料的大小及模具的质量与寿命。毛坯类型有铸，锻，压制，冲压，焊接，型材和板材等。二、定模座板毛坯的形状和特征分析锻造后，工件的力学性能比铸件好，使零件材料内部组织细密，碳化物分布和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命，铸造能够生产形状复杂的毛坯，适应性广，能节省金属材料和机械加工的工作量且成本较低，但铸造生产存在着工序复杂，铸件的力学性能低于锻件，劳动条件较差；冲压的生产效率高，易于实现机械与自动化生产，制品的尺寸精确，互换性好，节约金属，操作方便，但是模具制造复杂成本较高，适用于大量生产，焊接可节省材料与工时，减轻结构的质量，焊接接头的致密性好，可以制造密封容器，以及双金属结构件，生产效率高，便于机械化，自动化生产，但由于焊接的过程是局部加热与冷却的过程，容易产生焊接应力，变形及焊接缺陷，有些金属的焊接要求比较复杂的工艺措施才能保证焊接质量。经分析并结合该零件工艺分析可确定其毛坯为锻件（即锻坯）。16毛坯图第四章第四章 拟定定模座板工艺路线拟定定模座板工艺路线一确定工艺路线原则1.制定工艺路线的依据应使零件的各尺寸精度，位置精度，表面粗糙度和各向技术要求能得到保证，在一定生产条件下以最快的速度，最少的工作量和最低的成本，安全可靠的加工出符合零件的工作拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则。当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，17精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并适时进行时效处理消除内应力。该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。2 制定定模座板工艺规程时应注意的问题1)技术的先进性2)经济上的合理性3)使用上的安全性由于该零件生产纲领确定了成批生产，因此采用工序集中原则使，用普通3 定模座板加工顺序由以下原则确定机床配以专用夹具，可降低生产成本，以获得好的经济效益加工顺序由以下原则确定：先粗加工，后精加工，先加工基准面，后加工其他面，先加工主要面，后加工次要面，后加工孔，并且应遵基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。1)拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则 当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进18行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并适时进行时效处理消除内应力。该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。2) 定模座板面加工方法的选择当模具零件的表面加工精度要求较高时，可根据不同工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素。首先确定被加工表面的最终加工方法，然后再选定最终加工方法，然后再选定最终加工方法之前的一系列准备工序的加工方法和顺序，以便通过逐次加工达到设计要求。二、定模座板平面加工方法确定各表面的加工方法选择加工方法时常常根据经验或查表法来确定，在根据实际情况或通过工艺是试验进行修改。依据各表面加工要求和各加工 要求和各个加工方法能达到的经济精度查文献1表 111 孔的加工方法和表 1-12 平面加工方法确定各表面的加工方法如下要求和各个加工方法能达到的经济精度查文献1表 111 孔的加工方法和表 1-12 平面加工方法确定各表面的加工方法如下：通过零件分析可分为以下几部分。：2 个 21 和 2 个 30 的阶梯孔。铣半精铣精铣；：4 个 M30 的螺纹孔，铣半精铣精铣；：2 个 9 和 2 个 15 的阶梯孔。铣半精铣精铣；19三、零件的外轮廓表面零件的外轮廓表面： 粗铣半精铣磨削。1 定模座板工艺阶段的划分工艺路线按工序性质一般分为粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。对于那些加工精度和表面质量要求特别高的表面在工艺过程中还应安排光整加工阶段。具体的工艺阶段划分祥见该零件的工艺规程卡片中各工序的介绍。2 定模座板工序的划分根据所选定的表面加工方法和各加工阶段中表面的加工要求，可以将同一阶段中各表面的加工组合成不同的工序，在划分工序时可以采用工序集中或分散的原则。由于模具加工精度要求高，且多属于单件或小批量生产，为了简化生产组织工作，则多采用组织集中划分工序3 加工顺序的安排四、定模座板加工工序的安排1 定模座板切削加工的安排模具零件的被加工表面切削加工应遵循 先粗后精； 先基准后其他 先主要后次要20 先平面后内孔内外交叉，具体祥见加工工艺规程路线表卡片。2 定模座板热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件热处理的目的为了改善金属组织和便于加工则必须使该零件在粗加工前安排调质热处理。为了提高零件硬度和耐磨性，则必须在该零件光整的工序前安排淬火热处理。3 定模座板辅助工序的安排为了保证该零件质量和及时去除废品，防止工时浪费，并使责任分明，则必须在该零件重要工序加工前后和零件加工结束安排检验工序。 综合上述分析：该零件机械加工的顺序是：加工精基准面粗加工主要面精加工主要面光整加工主要面。第五章第五章 确定定模座板工序的加工余量确定定模座板工序的加工余量第一节第一节 确定定模座板加工余量的方法确定定模座板加工余量的方法一、常用加工余量的方法确定加工余量的方法有三种：查表法、分析计算法、经验估计法。1 查表法是根据个工厂的生产实践和试验研究积累的数据，先制成各种表格，再汇集成手册确定加工余量是查阅这些手册，再结21合工厂的实际情况进行适当修改后确定。经验估计法是根据实际经验确定加工余量。一般情况下，为防止因余量过小而产生废品，经验估计的数值总是偏大。因此其法常用于单件小批量生产。2 分析计算法是根据确定加工余量的相关公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量。这种方法比较合理，但必须有比较全面和可靠的试验资料。因此当前只在材料十分贵重以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。3 模具加工中常用经验估计法确定加工余量。则该零件的加工余量确定，由查表法和经验估计法结合确定。其相关加工余量查文献6表 827 有平面第一次粗加工余量为：1.5mm2.5mm; 表 828 有平面粗刨后精铣加工余量为：0.7mm0.9 mm; 表829 有铣平面的加工余量为；1.2mm;表 830 有磨平面的加工余量为 0.3mm;表 831 有铣及磨平面的厚度公差为：粗铣（IT12IT13） ，0.21mm0.33mm；半精铣0.13mm（IT11） ，精磨（IT8IT9） ，0.033 mm0.062mm；表 833 有凹模的加工余量及公差为：宽度余量粗铣后半精铣 4.0mm；半精铣后磨 1.0mm；宽度公差粗铣（IT12IT13）+0.35mm+0.54mm , 半精铣（IT11）+0.22mm；表 834 研磨平面的加工余量为：0.024mm 0.030mm;表 835 磨孔和铰孔的加工余量为：磨孔时，粗：0.2mm,精 0.1mm, 热处理（粗）0.5mm ,热处理（半精）0.4 mm；铰孔时 0.15mm. 22二、确定定模座板加工余量综上分析本模具采用经验估计法确定加工余量。第二节第二节 确定主要工序的技术要求及检验方法确定主要工序的技术要求及检验方法1 零件图中未注公差尺寸的极限偏差按 GBT18042000公差与配合 未注公差尺寸的极限偏差 。 2 零件图中未注形为公差按 GBT11841996形状和位置公差 未注公差的规定 ，其中直线度、平面度、同轴度的公差等级均按 C 级。3 板类零件的棱边均须倒钝。4 零件图中螺纹的基本尺寸按 GB1961981普通螺纹基本尺寸（直径 1600mm） 的规定，其偏差按 GB1971981普通螺纹公差与配合 （直径 1355mm）的 3 级。5 零件图中砂轮越程槽的尺寸按 JBT31959砂轮越程槽的规定。6 零件材料允许代用，但代用材料的机械性能不得低于规定材料的要求。7 零件表面经目测不允许有锈斑裂纹，夹杂物、凹坑氧化斑点和影响使用的划痕等缺陷。8 零件的材料和热处理硬度按 GBT6991999模具设计指导 模具成型零件材料及硬度的规定选取。9 模具零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合图样要23求。10 如对零件有其他技术要求，可依据实际条件协调决定。第三节第三节 检验检验一、 检验方法：1 利用卡钳和钢尺配合使用测量零件孔的具体数据，保证零件表面质量。2 利用游标卡尺直接测量工件的内表面、外表面和深度，确保其个表面精度。3 利用分厘卡尺测量孔外径、内径、深度、螺纹孔的尺寸精度。4 利用百分表检验工件的形状误差、位置误差和安装工件与刀具时的精密找正，其测量精度为 0.01 mm。第六章第六章 确定定模座板工序的切削用量和时间定确定定模座板工序的切削用量和时间定额额 因为该零件为单件小批量生产，所以在工艺文件上一般不规定切削用量，而由工作者根据实际情况自行决定。一、时间定额时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间合理的时间定额能调动生产者的积极性，促进生产者技术水平的提高。制定时间定额应注意调查研究，有效利用生产设备和工具，以提高生产效率和产品质量。二、时间定额计算24 时间定额计算公式为： T c=Ta+Tb+Ts+Tr+Ten 在大量生产中，由于 n 的数值很大，即 Ten=0,可忽略不计。式中： Tc：该零件的时间定额。 T b ：基本时间 。 Ta : 辅助时间。 Ts: 布置工作地时间。 Tr： 休息与生理需要时间。 Te: 准备与终结时间。N： 生产批量（个） 。具体数值可查阅相关资料代入上式计算即可确定出确切时间定额时间。第七章第七章 定模座板加工的技术文件定模座板加工的技术文件一、进行技术经济分析，选择最佳方案。 因为该零件属单件小批量生产，所以对其可不进行技术分析。依据现有条件及工人工作经验做适当调整即可。 二、填写工艺文件。 因为该零件属单件小批量生产，所以一般只填写机械加工工艺过程卡片。根据设计任务要求该零件还需填写机械加工工序卡片。 机械加工工艺过程卡片以工序为单位简要说明产品活 或零25件、部件加工（装配）过程，它以工序为单位列出了零件加工的工艺路线， （包括毛坯，机械加工和热处理等） 。机械加工工序卡片具有工艺简图，和该工序的每个工步的加工（或装配）内容，工艺参数，操作要求以及所用设备和工艺装备等具体见该零件的工艺文件。三、定模座板加工工艺规程见下工艺卡片第八章第八章 参考文献参考文献 郑修本主编，机械制造工艺学，北京.机械工业出版社.1999-5.2. 张龙勋主编，机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京.机械工业出版社.199911。3. 王运炎. 叶尚川主编，机械工程材料.北京.机械工业出版社.2000-5.2 版.4. 王孝达主编，金属工艺学.北京.高等教育出版社.1997.5. 侯维芝.样金风主编.北京高等教育出版社.20057.6. 张耀良主编，机械加工工艺设计手册.北京.航空工业出版社出版.198712 第 2 版.7. 李永增主编，金工实习.北京.高等教育出版社.1995.8. 史铁梁主编，模具设计指导.北京.机械工业出版社.2003-8.26第 1 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 艺艺 路路 线线 表表共 1 页产品型号定模座板零（组）件号定模座板零（组）件名称定模座板材 料45 钢板毛坯种类型材机 床工序号工 序 名 称机床类别型 号夹 具备注0开 料 30 X 325X405锯 床5铣四周轮廓铣床铣床夹具10铣上平面铣床铣床夹具15铣底面铣床铣床夹具20钻上平面各孔钻床钻床夹具25钳工修整30检验354045第 1 页陕陕 西西 航航 空空 职职 业业 技技 术术 学学 院院工工 艺艺 路路 线线 表表共 1 页产品型号零（组）件号零（组）件名称材 料45 钢板毛坯种类型材机 床工序号工 序 名 称机床类别型 号夹 具备注0开 料 30 X 305 X 205锯 床5铣四周轮廓铣床铣床夹具10铣上平面铣床铣床夹具15铣底面铣床铣床夹具20钻上平面各孔钻床钻床夹具25钳工修整30检验354045III大大 学学 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）题 目：外壳注塑模具设计外壳注塑模具设计院 （系）： 专 业： 班 级： 学生姓名： 导师姓名： 职称： 起止时间： IV摘 要本文介绍了外壳的模具设计过程。本设计对塑件在模具中的位置和分型面位置、选择浇注系统与排溢系统、成型零件的结构、合模导向机构、推出机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统的设计方案做了充分的论证，并优化选取最合理的设计方案。对于塑件的侧孔处理，采取了斜导柱侧抽芯脱模，带有脱模斜度的孔，则利用塑件的脱模斜度替代侧抽芯，简化了模具结构。通过对型芯支承板和型腔板的计算，保证了模具的优良使用性，优化了模具的结构设计，使得模具结构紧凑。关键词：注射模；凸模；型芯； V目录摘 要 .IAbstract.II绪 论.1第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取.31.1 塑件结构和技术要求的分析.31.1.1 塑件结构分析.31.1.2 塑件零件图技术要求分析.31.2 塑料材料的成型特性与工艺参数.31.2.1 基本特性.31.2.2 主要用途.41.2.3 成型特点.41.3 模具材料的选取及热处理.41.4 注射机的选取.5第二章 确定模具的结构方案.72.1 确定塑件在模具中的位置和分型面位置.72.1.1 型腔数目的确定.72.1.2 塑件在模具中的位置和分型面的方案确定.72.2 选择浇注系统与排溢系统的方式.102.2.1 浇注系统的设计和浇口的选择.102.2.2 排溢系统的设计.142.3 成型零件的结构设计.152.3.1 凹模.152.3.2 凸模和型芯.172.4 合模导向机构设计.182.4.1 导向机构的作用.182.4.2 导柱导向机构.192.5 推出机构设计.202.5.1 推杆推出机构.212.5.2 推件板推出机构.212.5.3 推出机构的导向与复位机构设计.22VI2.6 侧向分型与抽芯机构设计.242.6.1 两小孔的抽芯机构设计.252.6.2 塑件中侧面 45 的大孔的结构设计.272.7 温度调节系统.282.7.1 模具温度调节的重要性.282.7.2 冷却系统的设计原则与冷却系统的结构.29第三章 工作尺寸的计算和注射机的校核.313.1 模架各零件的计算和选取.313.1.1 腔板尺寸的计算.313.1.2 型芯固定板尺寸的计算.343.1.3 模架各板尺寸的选取与校核.343.2 注射机的校核.373.2.1 校核锁模力：.373.2.2 校核注射压力.373.2.3 校核模具的闭合厚度.383.2.4 校核最大开模行程.383.3 型腔、型心尺寸的计算.393.3.1 型腔尺寸的计算.393.3.2 型芯尺寸的计算.413.4 斜导柱和其它零件的尺寸计算.433.4.1 斜导柱的计算与确定.433.4.2 其它零件的计算.45第四章 型腔加工路线设计.484.1 型腔加工路线设计.484.1.1 型腔加工工艺路线的论证.484.1.2 加工工艺的确定.484.2 模具的安装.494.2.1 动模部分组装.494.2.2 定模部分组装及总装配.50第五章 经济可行性分析.51第六章 结 论.52VII参考文献.53附 录1绪 论在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具也提出了越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC 塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点；高速公路的迅速发展，对汽车轮胎模具也提出了更高要求。我国塑料模具工业和今后的主要发展方向： 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件； CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。2 5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。6、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或扫描仪实现逆向工程是塑料模具 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。摩托车是我国重要的机电出口产品之一，其全球化特征非常明显。来自国家海关的统计，2003 年我国共出口摩托车整车 302.5 万辆，仅次于日本，位居世界第二，这说明我国摩托车工业正在融入全球经济大潮之中。目前我国摩托车行业是一个非常有前景的行业，我国摩托车市场还有很大的发展空间。市场前景虽广阔，但是得需要质量做前提，才能在未来的激烈竞争中获胜。现在，随着物价的上涨，摩托车配件的生产成本也提高了很多，而且生产厂家也比以前多了许多，竞争剧烈。为了能够生存和发展，提高竞争能力，这就有必要降低配件的生产成本。降低配件的生产成本，除了在原料买进压底价格之外，还可以通过改进生产方式，这其中也包括技术改进。在这里我通过改进模具结构方式来进一步降低摩托车前灯罩的生产成本。3第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取1.1 塑件结构和技术要求的分析塑件结构和技术要求的分析1.1.1 塑件结构分析塑件结构分析由塑件零件图可见，在塑件的左右两边各有一个小孔，正前方有一个大孔，顶部亦有一通孔，而内侧则有一个挂勾。在大孔的一面有一个脱模斜度，塑件的内表面粗糙度要求比较低，而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型腔表面进行抛光。41.1.2 塑件零件图技术要求分析塑件零件图技术要求分析由塑件零件图中的技术要求可见，此零件材料为 ABS，批量生产，塑件精度为 5 级，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可满足要求。因为塑件是批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。1.2 塑料材料的成型特性与工艺参数塑料材料的成型特性与工艺参数由摩托车前灯罩零件图中的技术要求可知，塑件材料为 ABS，其特点如下：1.2.1 基本特性基本特性ABS 无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为 0.900.91/cm3。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后 ABS 可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用 ABS 注射成型一体铰链，经过 7107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。ABS 熔点为 164170，耐热性好，能在 100以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15，低于-35是时会脆裂。ABS的高频绝缘性能好。因不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。1.2.2 主要用途主要用途ABS 可用作各种机械零件如法兰、接头、汽车零件和自行车零件。作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。1.2.3 成型特点成型特点成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕、及变形；ABS 热容量大，注射成型模具必须设计能充分冷却的冷却回路；ABS 成型的适宜模温为 80左右，5不可低于 50，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲现象。1.3 模具材料的选取及热处理模具材料的选取及热处理由塑件技术要求分析可知，型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。所以在本设计中，型腔板和型芯的材料，本人选取 40Cr，调质处理。模架各板的材料和热处理参照模具设计与制造简明手册中表 2-177 选取。则模具中各板的材料和热处理如表 1.3.1 所示：表表 1.3.1 模具材料明细模具材料明细零件名称材料牌号热处理方法硬度定模板45调质HB230270型腔板40Cr调质HRC5458型芯40Cr调质HRC5458型芯固定板45调质HB230270支承板45淬火HRC4348推板45淬火HRC4348推杆固定板45模脚451.4 注射机的选取注射机的选取塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按模具设计与制造简明手册中式 2-54 校核：V 件0.8V 注式中 V件塑件与浇注系统的体积（cm3） ；取 V件=80cm3；6 V注注射机的注射容量（cm3） ； 0.8最大注射容量利用系数。则有： 1.2580=100 cm3V注根据 V注100 cm3和模具设计与制造简明手册表 2-40 初步选取的注射机型号为 XSZY500。其主要参数如下：螺杆直径（mm）：65；注射容量（cm3）：500；注射压力（MPa）：104；锁模力（kN）： 3500；最大注射面积（cm2）：1000；模具厚度（mm）：最大 450，最小 300；模板行程（mm）：700；喷嘴： 球半径（mm）：18；孔直径（mm）：7.5；定位孔直径（mm）：；06. 00150顶出：中心孔径（mm）：150；两侧孔径：24.5；孔距：530。第 二 章 确定模具的结构方案2.1 确定塑件在模具中的位置和分型面位置确定塑件在模具中的位置和分型面位置2.1.1 型腔数目的确定型腔数目的确定在设计实践中，型腔数目的确定，一般考虑的要点有：1、料制件的批量和交货周期；2、量控制要求；3、成型的塑料品种与塑件的形状及尺寸；4、塑料制件的成本；5、所选用的注射机的技术规范。根据上述要点所确定的型腔数目，既要保证最佳的生产经济性，技术上又7要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料制件最佳的技术经济性。因此根据本塑件的形状及尺寸，确定型腔的数目为一模一腔。2.1.2 塑件在模具中的位置和分型面的方案确定塑件在模具中的位置和分型面的方案确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。在选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2、确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；3、保证塑件的精度要求；4、满足塑件的外观质量要求；5、便于模具加工制造；6、考虑对成型面积的影响；7、要考虑排气效果；8、考虑对侧向抽芯的影响。对于灯罩塑件，预定的几个分型面方案如下：方案（一）：其分型面的设计如图 2.1.1 所示，这种设计方式共有两个分型面，首先在A 处分型面进行定距分型，然后在 B 处分型。首先在 A 处分型是因为考虑到塑件有两个 10 的小孔不能随型芯直接脱出，所以要对两个小孔设计侧向抽芯构。这种方案的优点如下：1. 两个分型面分型不会在塑件表面产生飞边、痕迹。2. 模具便于制造；8方案（二）：其分型面的设计如图 2.1.2 所示，这种设计方式共有三个分型 面；除了在 A、B 处有分型面外,它还利用了塑件的对称性，在中间多设了一个分型面。在 A 分型面分型的同时，中间的分型面亦进行分型，型腔板向左右两边移动，在移动了一段距离停止分型后 B 分型面才开始分型。这种方案的优点是：通过多设了中间这个分型面后，省去了对两小孔的侧向抽芯机构，但缺点是会在塑件的表面产生分型痕迹，影响塑件的外观质量。 图图 2.1.12.1.1 分型面分型面(a)(a)图图 2.1.22.1.2 分型面分型面(b)(b)9方案（三）：其分型面的设计如图 2.1.3 所示，这种设计方式和方案（一）一样，也是有两个分型面，只是塑件的安置方式不同，在方案（三）里的塑件将会留在定模内，塑件顶出机构不好设计，不方便取出塑件，同时产生的凝料也比方案（一）方案（二）多，而且也要考虑对两小孔的侧抽芯问题。 图图 2.1.32.1.3 分型面（分型面（c c）根据分型面选取一般应遵循的原则和其它因素，比较了三个方案的优缺点后，在本设计里决定采用方案（一）的分型面方式。2.2 选择浇注系统与排溢系统的方式选择浇注系统与排溢系统的方式2.2.1 浇注系统的设计和浇口的选择浇注系统的设计和浇口的选择浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本规则：101了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性；2采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；3浇注系统设计应有利于良好的排气；4防止型芯变形和嵌件位移；5便于修整浇口以保证塑件外观质量；6浇注系统应结合型腔布局同时考虑；7流动距离比和流动面积比的校核。因为本塑件不是大型或薄壁塑料制件，所以无需进行流动距离比和流动面积比的校核。（1） 、主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动距离。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属于易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（也称浇口套） ，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如 T8A、T10A 等，热处理要求淬火 5357HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。主流道衬套形式如图 221 所示，图 221 a 为主流道与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；图 221 b 和图 221 c 所示为将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。在本设计中，为了安装与拆卸方便，所以采用图 221 b 的形式。(a) (b) (c) 图 2.2.1 主流道衬套（2） 、 浇注口位置的选择11模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模之后有时还需修改浇口尺寸。无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动特性、成型条件因素。以下几项原则可以参考：1、尽量缩短流动距离；2、浇口应开设在塑件最大壁厚处；3、必须尽量减少或避免熔接痕；4、应有利于型腔中气体的排除5、考虑分子定向的影响；6、避免产生喷射和蠕动（蛇形流） ；7、不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；8、浇口位置的选择应注意塑件外观质量。预先拟订浇注口位置的设计方案有两种，如图 2.2.2 所示，分别为在I处和II处。根据上面的几项原则来分析：如果开在I处，那就产生浇注口不平衡，而且会影响塑件外观质量，而在II处开浇注口是非常平衡的，也尽量缩短了塑料的流动距离，不影响塑件的外观质量，浇口凝料也易于去除，还能够同时填充满型腔，故选择在II处开浇注口。图图 2.2.2 浇口位置浇口位置（3） 、浇口的选择浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇注系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及12尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。根据所采取浇口的位置，拟订采用浇口的形式如下：1、环形浇口 环形浇口主要用来成型圆筒形塑件，它开设在塑件的外侧，采用这类浇口，塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，避免了使用侧浇口时容易在塑件上产生的熔接痕，但浇口去除较难，浇口痕迹明显；2、轮辐浇口 轮辐浇口是在内侧开设的环形浇口的基础上加以改进，由四周进料改为几段小圆弧进料，浇口尺寸与侧浇口类似。这样浇口凝料易于去除且用料也有减少，这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛，但塑件易产生多条熔接痕从而影响了塑件的强度。3、潜伏浇口 潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口演变而来。这类浇口的分流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处，塑料熔体通过型腔侧面斜向注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致于因浇口痕迹而影响塑件的表面质量及美观效果。三种浇口的优缺点经比较易见，环形浇口凝料去除比较难，增加了工人的劳动强度，所以不采用环形浇口。潜伏浇口的优点比较多，但因为本塑件是外壳的内部零件，对塑件的外表面质量及美观效果要求不是很高，只须能保证其一般的尺寸精度就可，而轮辐浇口已经满足其设计要求。为了加工的方便性，所以决定采用轮辐浇口。（4） 、分流道设计根据浇口位置而采取的轮辐浇口，因为由图2.2.2可以看出，塑件有四个浇注口，而且塑件中芯离浇注口还有一段距离，所以就必须要设计有分流道。在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段，因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小。为便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。分流道截面形状及尺寸应根据塑料制件的结构（大小和壁厚） 、所用塑料的工艺特性、成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定。由理论分析可知，圆形截面的流道总是比13任何其他形状截面的流道更可取，因为在相同截面积的情况下，其比表面积最小（流道表面积与体积之比值称为比表面积） ，即它在热的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供的接触面积最小，因此从流动性、传热性等方面考虑，圆形截面是分流道比较理想的形状。圆形截面分流道因其要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出，但这种加工的工艺性不佳，且模具闭合后难以精确保证两半圆对准，故生产实际中不常使用。而U形截面分流道容易加工，且塑料的热量散失及流动阻力均不大，经过多方面的考虑，在本设计里采用U形截面的分流道。（5） 、冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考察注射机喷嘴和主流道入口小端间的温度状况时，发现喷嘴端部温度低于所要求的塑料熔体温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025的深度有个温度逐渐升高的区域，深于此区域时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为 11.5 倍主流道大端直径，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。.冷料穴的各种形式如图所示。图 2.2.3 ac 是底部带推杆的冷料穴形式，图 2.2.3 a 是端部部为 Z 字形拉料杆形式冷料穴，是最常用的一种形式，开模时主流道凝料被拉料杆拉出，推出后常常需用人工取出而不能自动脱落；图 2.2.3 b 是靠带倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；图 2.2.3 c 是环形槽代替了倒锥形用来拉主流道凝料的形式，b 图合 c 图适用于弹性较好的软质塑料，能实现自动化脱模。图 2.2.3 d 和图 2.2.3 e 是适用于推件板脱模的拉料杆形式冷料穴。在比较了这几种冷料穴的特点后，和经过对塑件的结构分析，可能将采用推杆将塑件推出，所以在这里预先选用图 2.2.3 b 形式的冷料穴，若塑件推出机构不宜为推杆推出而宜推件板推出的话，那将再重选冷料穴形式。14 (a) (b) (c) (d)(d) (e)(e)图图 2.2.3 浇口形式浇口形式2.2.2 排溢系统的设计排溢系统的设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体，不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦（褐色斑纹） ，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可以容纳一定量的气体。注射模具成型时的排气通常以如下四种方式进行：1、利用配合间隙排气；2、在分型面上开设排气槽排气；153、利用排气塞排气；4、强制性排气。在本设计中，利用配合间隙就足以满足排气的需要，所以就无须再设计其它方式排气。2.3 成型零件的结构设计成型零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲杀刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。2.3.1 凹模凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类。1、整体式凹模 整体式凹模由整快材料加工而成。2、组合式凹模 组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。按组合方式的不同分为以下几种形式：、嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、底部镶拼式凹模、侧壁镶拼式凹模、多件镶拼式凹模、四壁拼合式凹模16根据以上这些原则和特点，本人对型腔的设计提出了三种设计方案，其设计结构如下：方案（一）：如图 2.3.1 所示：型腔根据塑件的结构特点，把型腔设计成左右两半拼合式。这样的话，就方便了型腔的加工，降低了加工成本，但由于是两对半式拼合，所以在拼合处塑件会产生痕迹，影响塑件的外观质量，同时使得模具安装困难。图图 2.3.1 半拼式凹模半拼式凹模方案（二）：如图 2.3.2 所示：这种方案的特点是结构加工效率高，装拆方便，节省了模具加工需要的模具工具钢材料，适合于多型腔或大型模具。图图 2.3.2 镶拼式凹模镶拼式凹模17方案（三）：如图 2.3.3 所示：采用的是整体式型腔结构。它的特点是结构牢固，使用中不容易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困难热处理不方便，整体式凹模常用在形状简单的、中小模具上。因为塑件表面轮廓简单，而且塑件体积不大，加工后的模具整体尺寸也不大，为了使得加工简单和节省模具制造成本，所以采用整体式凹模。2.3.2 凸模和型芯凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比较大的、主要内形的零件，又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上比较小的孔槽的零件。图图 2.3.3 整体式凹模整体式凹模主型芯的结构 主型芯按结构可分为整体式和组合式两种。整体式结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺实验或小型模具上的形状简单的型芯。组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。在此对型芯的机构提出两种方案：方案（一）：采用整体式型芯，因为采用了整体式型芯，型芯的加工制造就容易多了，节省了制造成本。对于型芯内的结构布置也容易了许多，如水道、推出机构等的设计，但因为塑件两边有凸出的台肩，所以其加工的工艺性就略差。方案（二）：经过对塑件的分析，如图 2.3.4 所示，因为塑件两边有凸出的台肩，对其采取镶块处理，这样型芯的加工制造较容易，但镶块的加工和安装使得工序增18加，从而延长加工周期，增加加工成本。在经过多方面的考虑之后，本人决定采取方案（一）的型芯结构方式。图图 2.3.42.3.4 灯罩塑件灯罩塑件2.4 合模导向机构设计合模导向机构设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的两件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向定位。2.4.1 导向机构的作用导向机构的作用1、定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证形腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。2、导向作用 合模时，首先时导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入形腔造成成型零件损坏。3、承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担。需要增设锥面定位机构。4、保持运动的平稳作用。192.4.2 导柱导向机构导柱导向机构导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。（1） 、导柱导柱的结构形式 导柱的典型结构如图 2.4.1 所示。图 2.4.1 a 为带头导柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。小批量生产一般不需要导套，而是导柱直接与模板中的导向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，只需更换导套即可；图 2.4.1 b 和图 2.4.1c 是有肩导柱的两种形式，其结构较为复杂，用于精度要求高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。其中图2.4.1 c 所示导柱用于固定板太薄的场合，在固定板下面再加垫板固定，这种结构不太常用。导柱的导滑部分根据需要可加工出油槽，以便润滑和集尘，提高使用寿命。(a)(a) (b)(b) (c)(c) 图图 2.4.12.4.1 导柱导柱 在分析了以上三种导柱的特点后，因为本塑件的生产批量比较大，而且塑件的精度要求也比较高，所以决定采用带头导柱与导套配合的导向机构，故导柱采用图 2.4.1 b 的形式。（2） 、导套导套的典型结构如图所示。图 2.4.2 a 为直导套（型导套） ，结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；图 2.4.2 b 和图 2.4.2 20c 为带头导套（型导套） ，结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与固定孔同时加工，其中图 2.4.2 c 用于两块板固定的场合。在本模具设计中，塑件对模具的精度要求比较高，所以选用图 2.4.2 b（型导套） 。 (a)(a) (b)(b) (c)(c) 图图 2.4.22.4.2 导套导套2.5 推出机构设计推出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱落的过程，使塑料件从成型零件上脱落的机构为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或者液压缸来完成的。推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气压推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构推出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或者从模具中吹出。推动机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。另外还可以根据模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构；带螺纹塑件的脱模机构等等。推出机构的设计原则：1推出机构应尽量设置在动模一侧。212保证塑件不因推出而变形损坏。3机构简单动作可靠。4良好的塑件外观。5合模时的正确复位。2.5.1 推杆推出机构推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常见的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆合模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。合理地布置推杆的位置时推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理，塑件就不致于变形或被顶坏。推杆位置分布应注意：1.应设在脱模阻力大的地方；2.推杆应均匀布置；3.推杆应设在塑件强度刚度较大处；4.推杆的直径；5.推杆的形状及固定形式。2.5.2 推件板推出机构推件板推出机构推件板推出机构是由一块于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整个周边端面上进行推出，因此，作用面积大。推出力大而均匀，运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。但如果型芯合推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推件板上。结合以上这几项设计原则和各种推出机构的特点，和经过对塑件的分析，本人在此提出了两种塑件推出方案，这两种方案的特点分别如下：方案（一）：采用推杆推出，如图 2.5.1 所示，利用塑件的两个凸台安置推杆，还有顶部可安置一根。22图图 2.5.12.5.1 推杆推出形式推杆推出形式方案（二）：采用推板推出，如图 2.5.2 所示，用推板将塑件推出。经过对塑件的分析，因为塑件壁厚只有 1.5，如果采用推板推出的话，将会使得塑件变形，所以本人采用方案（一）推杆推出塑件。图图 2.5.22.5.2 推板推出形式推板推出形式2.5.3 推出机构的导向与复位机构设计推出机构的导向与复位机构设计为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后，推出元件能回到原来的位置，通常需要设计推出机构的导向与复位装置。（1） 、导向零件推出机构的导向零件，通常由推板导柱与推板导套组成，简单的小模具也可由推板导柱直接与推板上的导向孔组成。导向零件使各推出元件得以保持一定的配合间隙，从而保证推出和复位动作顺利进行。有的导向零件在导向的同时还起支承作用。常用的导向形式如图 2.5.3 ac 所示。图 2.5.3 a 中推板导23柱固定在支承板上，图 2.5.3 b 为推板导柱两端固定形式，图 2.5.3 a、b 均为推板导柱与推板导套相配合的形式，而且推板导柱除了起导向作用外，还支承着动模支承板，从而改善了支承板的受力状况，大大提高了支承板的刚性，图2.5.3 c 为推板导柱固定在支承板上的结构，且推板导柱直接与模板上的导线孔相配合，推板导柱也不起支承作用，这种相似用于生产较小批量塑件的小型模具。当模具较大时最好采用图 2.5.3 a、b 的结构。推板导柱的数量根据模具的大小而定，至少要设置两根，大型模具需要四根。(a)(a) (b)(b) (c)(c)图图 2.5.3 导向形式导向形式在分析了几种形式的推板导向机构后，本人决定采用图 2.5.3 a 形式的推板导向机构，不过其具体结构有一点改变，其设计如图 2.5.4 所示：图图 2.5.4 改进后推板导向形式改进后推板导向形式 24（2） 、复位杆复位为了使推出元件合模后能回到原来的位置，推杆固定板上同时装有复位杆，如图所示。常用的复位杆均采用圆形截面,一般每副模具设置四复位杆，其位置近来能够设在固定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在动模分型面平齐。（3） 、弹簧复位弹簧复位时利用弹簧的弹力使推出机构复位。弹簧复位与复位杆复位的主要区别是：用弹簧复位时，推出机构的复位先于合模动作完成，所以，通常为了便于活动镶件的安放而采用弹簧先复位机构。在本模具设计中，没有活动镶件，所以使用复位杆复位已经满足设计要求，而且复位杆复位将会使得模具加工方便，所以在设计中选用复位杆复位。2.6 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计在第一节第二部分的分型面设计的方案（一）里，需要对两小孔设计侧向抽芯机构，抽芯机构与侧向分型按其动力来源可分为手动、机动、气动或液压三大类。1、手动侧向分型抽芯机构手动侧向分型与抽芯机构是利用人力将模具侧向分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便、工人劳动强度大、生产率低，但模具的结构简单、加工制造成本低，因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其他侧向分型与抽芯机构的场合。手动侧向分型与抽芯机构的形式很多，可根据不同塑料制件设计不同形式的手动侧向分型与抽芯机构。手动侧向分型与抽芯可分为两类，一类是模内手动分型抽芯，另一类是模外手动抽芯，而模外手动抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。2、气动或液压侧向分型与抽芯机构液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液压力或压缩空气作为动力进行侧向分型与抽芯，同样亦靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。液压或气动侧向分型与抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合，25例如大型管子塑件的抽芯等。这类分型与抽芯机构是靠液压缸或汽缸的活塞来回运动进行的，抽芯的动作比较平稳，特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸，所以采用液压侧向分型与抽芯更为方便，但缺点是液压或气动装置成本较高。3、机动侧向分型抽芯机构机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件（如斜导柱）使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率高，在生产中应用最为广泛。根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构。2.6.1 两小孔的抽芯机构设计两小孔的抽芯机构设计在此本人拟定了几个抽芯方案：1、开模后手工抽芯；2、用弹簧实现抽芯和斜面压回复位；3、液压抽芯；4、斜导柱机构抽芯。因为需要抽芯的孔直径是 10，抽芯距离只有 7。而且塑件是大批量生产的，所以最好能够实现自动化生产。因此，在这个设计中，如果采用手动的抽芯方式就会使生产率大大降低，并且会加大工人的劳动强度，浪费了人力资源；由于成本高且塑件的抽芯距不大故不采用气动或液压的抽芯方式；所以用机动抽芯机构是最合理的选择。因此初步确定采用弹簧侧抽芯或者斜导柱抽芯方式。用弹簧进行侧抽芯也是可以的，但因为型腔受的压力比较大，若采用弹簧侧抽芯的话，可能会因为弹簧产生的压力不够而产生溢料。因此不推荐使用这种抽芯形式。而用斜导柱进行侧抽芯的话，就没有这种问题存在，因为斜导柱产生的侧压力很大，所以在此本人采用斜导柱侧抽芯的抽芯形式。其结构设计如图2.6.1 所示：26 图图 2.6.1 斜导柱侧抽心机构斜导柱侧抽心机构对于内侧的挂钩，就需要对其进行内抽芯结构设计处理。对于内抽芯，其设计结构形式有弹簧内抽芯、斜滑块内抽芯、开模后手工抽芯。 由图2.6.2可见挂钩的尺寸比较小，长只有25。需要抽芯部分也只有3深。因为是大批量生产的，所以不采用开模后手工抽芯。而采用弹簧内抽芯，因为型芯比较小，不好设计，况且如果弹簧的强度不够的话会产生溢料、变形，不能保证尺寸精度，所以在此不采用弹簧内抽芯。采用斜滑块内抽芯，其既可以满足了设计要求，也可以作为推杆把塑件顶出。在此本人拟订了两个方案，其分别如图2.6.3、图2.6.4所示。经过考虑和比较，两个方案各有各的优点，在此，本人采取图2.6.3的方案。图图 2.6.2 灯罩局部视图灯罩局部视图27图图 2.6.3 斜滑块内抽芯形式斜滑块内抽芯形式 图图 2.6.4 镶拼式内抽心形式镶拼式内抽心形式2.6.2 塑件中侧面塑件中侧面 45 的大孔的结构设计的大孔的结构设计方案（一）：采用侧抽芯的方式，对这个45的孔进行侧抽芯，因为是一模一腔结构的模具，所以可以采用侧抽芯的方式。但是如果采用侧抽芯的话，就会增加模具的复杂程度和难度，使得模具的加工成本提高。方案（二）利用塑件的脱模斜度取消侧抽芯的机构，这样的话就会降低模具结构的复杂程度和难度。在考虑了各方面因素后，本人决定采用第二种方案。2.7温度调节系统温度调节系统注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模具设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。2.7.1 模具温度调节的重要性模具温度调节的重要性1、温度及其调节系统对塑件质量的影响无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此温度范围内塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，28形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度的调节系统。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。对模具进行冷却还是加热，与塑料品种、塑件的形状与尺寸、生产效率及成型工艺对模具温度的要求有关。对于粘度低、流动性好的塑料（例如聚乙烯、ABS，聚苯乙烯，聚酰胺等） ，因为成型工艺要求要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进行冷却，有时为了进一步缩短在模内的冷却时间，也可用冷水控制模温。对于粘度高、流动性差的的塑料（例如聚碳酸脂，聚砜、聚甲醛，聚苯醚和氟塑料等） ，为了提高充型性能，成型工艺要求有较高的模温，因此经常需要对模具加热。对于粘流温度或熔点较低的塑料，一般需用常温或冷水对模具进行冷却；而对于高粘流温度或高熔点的塑料，可用温水控制模温。对于热固性塑料，模温要求在150200，必须对模具加热。流程长、壁厚较大的塑件，或者粘流温度或熔点虽不高，但成型面积很大时，为了保证塑料熔体在充模过程中不至温降太大而影响成型，可对模具采取适当的加温措施。对于大型模具，为了保证生产之前用较短的时间达到工艺所要求的模温，可设置加热装置对模具进行预热。对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时。可以不设置冷却装置依靠自然冷却。设置温度调节装置后，有时会给注射带来一些问题，例如，采用冷水调节模具时，大气中水分易凝聚在模型表壁，影响塑件表面质量。而采用加热措施后，模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失，从而造成卡死或无法工作，设计时应予以注意。2、模具温度与生产效率的关系模具温度与生产效率的关系主要是由冷却时间来体现的，塑件在模内停留冷却的时间与其传递给模具的热量有如下关系：Q=h1A1t2式中 Q塑料传给模具的热量（J） ；h1塑料对模型材料的传热系数（W/（m2.K） ）;A1模腔的表面积；模腔内塑料与模腔表壁的温度差（0C） ；t2塑件在模内停留冷却的时间（s） 。29如果塑料的品种、模具设计和成型工艺已定，那么 h1、A1及 Q 也就基本确定。则有：t21上式说明，塑料在模具内停留冷却的时间 t2与温差 成反比关系，若要缩短塑件在模内的停留冷却时间以提高生产率，就必须在工艺条件允许的情况下尽量增大塑料与模腔的温差。但是，如果模具没有温度调节系统，模内的热量就会伴随着注射次数的增加而逐渐积累，使模温升高，导致 减小，从而生产效率随着塑件在模具内停留时间和成型周期的延长而下降，因此，模具内设置温度调节系统是非常必要的。2.7.2 冷却系统的设计原则与冷却系统的结构冷却系统的设计原则与冷却系统的结构1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；3、浇口处加强冷却；4、冷却水道出、入口温差尽量小；5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；6、合理确定冷却水接头位置。此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道孔径为 10左右（不小于 8） ；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等等。根据这些原则，和针对本塑件的特点和要求，本人设计了如图 2.7.1 的型腔冷却水道和图 2.7.2 的型芯冷却水道。型芯的进水由孔 A 进孔 B 处。30 图图 2.7.1 冷却水路图冷却水路图 图图 2.7.2 凸模水路凸模水路31第 三 章 工作尺寸的计算和注射机的校核3.1 模架各零件的计算和选取模架各零件的计算和选取3.1.1 腔板尺寸的计算腔板尺寸的计算在确定型腔壁厚和底板厚度时，应分别从强度和刚度两方面来计算，相互校核后取其大值。在型腔的机构方式里已经采取整体式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整体式圆形型腔来计算。根据塑料成型工艺与模具设计 ，型腔的侧壁厚和底板厚计算如下：1、侧壁厚度的计算整体式圆形型腔的侧壁可以看作是封闭的厚壁圆筒，侧壁在塑料熔体压力作用下变形，由于侧壁变形受到底板的约束，在一定高度 h2 范围内，其内半径增大量较小，愈接近底板约束愈大，侧壁增大量愈小，可以近似地认为底板处侧壁内半径为零。当侧壁高到一定界限以上时，壁就不再受底板约束的影响,其半径增大量与组合式型腔相同，故高于 h2 的整体式圆形型腔可按组合式圆形型腔作刚度和强度计算。整体式圆形型腔内半径增大受底板约束的高度 h2，由式（5-51）有：h2=43)(2rRrR型腔外半径（） ；r型腔内半径（） ；h2受约束高度（） 。根据塑料成型工艺与模具设计中表 5-19 列举的圆形型32 图图 3.1.13.1.1 侧壁示意图侧壁示意图壁厚的经验数据，和塑件的直径为 150，故取型腔壁厚为 R-r=65mm，则有：h2=80.1143)(2rRr4365150h2=80.11mm，因为塑件高为 95mm，故型腔高 Hh2，因此不能用整体式圆形型腔来计算塑件的壁厚，需要按组合式型腔来计算壁厚。按组合式型腔刚度条件计算，型腔侧壁厚度计算，由式（5-51）有：s刚=R-r=r（）11/ / 1rpErpE式中 s型腔侧壁厚度（mm） ；R型腔外半径（mm） ；r型腔内半径（mm） ，取 r=75；U泊松比，碳钢取 0.25；E钢的弹性模量，取 2.06105MPa；P型腔内塑料熔体压力（MPa） ；取 P=30MPa。型腔允许变形量（mm） ，由表 5-12 有：ABS 取=0.05；则有 s刚=R-r=r（）=58.1411/ / 1rpErpE按强度条件，型腔侧壁厚度计算由式（5-48）有：s 强=R-r=r()12p根据塑料注射模具设计 ， 40Cr 只经过调质处理后，可取=100MPa,则有：33S 强=R-r=75() =43.6mm1302100100故有 S强S刚，所以按 S刚计算取数已经符合要求。故取型腔的最小壁厚不应小于 58.14mm。2、型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整体式来计算，按刚度条件，根据式（5-55）底板厚度为：h刚=17.93mm175. 043Epr14. 01006. 27530175. 0543按强度条件，根据式（5-56）底板厚度为：h强=r=75=20.08mm75. 0p3143075. 0因为 h 强h 刚，所以按强度条件计算的结果来确定底板的厚度，取底板厚度为 h 底=25mm。因为型心还要与型腔咬合，故选取型腔底板厚为 30mm。3、型腔板的最小尺寸计算型腔板高度:h凹=h 塑+h 底=30+95=125mm型腔板长： L=150+602=270mm型腔板宽： L=150+602=270mm因此因此，初步确定型腔板的尺寸为：270270125。343.1.2 型芯固定板尺寸的计算型芯固定板尺寸的计算根据塑料成型工艺与模具设计中型芯板厚度的选取，则有：h=h塑31式中 h型芯板的厚度（） ；h塑塑件的高度（） ；h塑=95。则有h=h塑=95=31.67mm3131圆整后初步选取型芯固定板厚度为：h=32mm。3.1.3 模架各板尺寸的选取与校核模架各板尺寸的选取与校核根据型腔板的外形尺寸和型心固定板的厚度，参照中国模具设计大典数据库表 13.3-11 注射模中小型模架组合尺寸，选取 355L 中派生型 A2型号标准模架尺寸。其图和尺寸数据如图 3.1.2 所示。1、模架各板尺寸的选取参照模具设计大典数据库中表 3.3-11 注射模中、型模架组合尺寸，和型腔型芯板厚的尺寸；本人设计模架各板的尺寸如下35图图 3.1.23.1.2 标准模架样式标准模架样式表表 3.3-113.3-11 模架尺寸模架尺寸定模板45041532推杆固定板45022520型腔板450355125推件板45022525型芯固定板45035532模脚450100120型芯支承板450355502、对模架各板的校核（1）定模板厚度的校核由图 3.1.2 可见导柱的基本直径为 32，根据第二章第四节合模导向机构设计中选取的导柱形式为图 2.4.1 b 的形式，根据模具设计大典数据库中表 13.2-6 选导柱的肩长为 40，所以定模板初取的厚度不符合，故模板的厚度改为 50。（2）型芯支承板的校核根据塑料成型工艺与模具设计中式 5-45 有： h=32)(543EBLpb式中 h型芯支承板厚度（） ； p型芯受到的压力（MPa） ；取 p=30MPa； b型芯的直径（） ；b=150； L两模脚间的距离（） ；取 L=229； E钢的弹性模量； B支承板的长度；取 B=450； 型腔允许变形量（mm） 。则有36h=74.7132)(543EBLpb05. 04501006. 232229150305543因为 77.71mm50 mm，所以应该在其中间加一个支承柱，则有h=30.84mm32)2(543EBLpb05. 04001006. 232)2229(150305543因为 30.84 mm50.0mm，所以取 50.0 mm 已经符合要求，但要在中间加一个支承柱。型芯固定板的厚度校核（3）型芯固定板厚度的校核型芯固定板厚度的校核与定模板厚度的校核一样，所以型芯固定板取32不合适要改为 50。（4）模脚高度的校核因为塑件需要推出 30，所以模脚至少为 30+20+25=75，所以选取120已经符合要求。4、校核后模架各板的尺寸如下：定模板45041550推杆固定板45022520型腔板450355125推件板45022525型芯固定板45035532模脚450100120型芯支承板450355503.2 注射机的校核注射机的校核选取的注射机型号为 XSZY500，其主要参数在第一章第四节里有。373.2.1 校核锁模力：校核锁模力：模具所需的最大锁模力应该小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下模具设计与制造简明手册中式 2-56 校核P腔FP锁式中 P腔模具型腔压力，取 30MPa；P锁注射机额定锁模力（N） ； F塑件与浇注系统在分型面上的投影面积（cm2） ；则有： P腔F =303.14752=529.875kNP锁=3500kN所以锁模力符合要求。3.2.2 校核注射压力校核注射压力塑件成形所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按模具设计与制造简明手册中式 2-57 校核P 成P 注式中 P成塑件成形所需的注射压力（MPa） ，根据模具设计与制造简明手册中表 2-36，和塑件材料为 ABS 可查得 P 成大于60 小于 100。 P注所选注射机的额定注射压力（MPa） 。P注=104；则有：P成P注=104所以注射机的注射压力符合塑件的注射压力。3.2.3 校核模具的闭合厚度校核模具的闭合厚度模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按模具设计与制造简明手册中式 2-58 校核38H最小H模H最大式中 H最小注射机所允许的最小模具厚度，此型号为 300mm； H最大注射机所允许的最大模具厚度，此型号为 450mm； H模模具闭合高度；H模=376mm。因为 300376450，则有 H最小H模H最大。所以模具闭合高度符合所选注射机的模具厚度。3.2.4 校核最大开模行程校核最大开模行程塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。因为所采用的浇口形式是轮辐浇口，所以可以采用点浇口的公式校核，其关系按模具设计与制造简明手册中式 2-56 校核H1+H2+a+510mmS式中 H1脱模距离（推出距离） （mm） ；H1=30mm； H2塑件高度（mm） ；H2=95mm； a点浇口取出距离（mm） ；a=40mm；S注射机模板行程。则有30+95+40+510=170175S=700所以塑件的开模距符合注射机的最大开模行程。经过校核，所选择的注射机符合要求。3.3 型腔、型心尺寸的计算型腔、型心尺寸的计算根据塑料成型工艺与模具设计中式 5-16，塑料的平均收缩率计算如下：S=%1002minmax SS式中 S塑料的平均收缩率； Smax塑料的最大收缩率；39Smin塑料的最小收缩率。根据塑料成型工艺与模具设计附录 B 常用塑料的收缩率，ABS 为0.3%0.8%，取 SMAX=0.8%，SMIN =0.3%，则有：S=0.55%1002%3 . 0%8 . 03.3.1 型腔尺寸的计算型腔尺寸的计算1、型腔的大、小端径向尺寸根据塑料注射模具设计技巧与实例中的公式 5-15 有：D=0043)1 (SD式中 D型腔的最小基本尺寸；D0塑件的最大基本尺寸； S塑料的平均收缩率；塑件的公差；根据塑料成型工艺与模具设计中表 3-8 选取； 模具制造公差，精度要求不高的塑件按（）选取。3161根据塑件零件图有：D0=150， =147, =55,=50，高 H0=95，=92.0d0D0d0h则有型腔最大端直径为：D=150（1+0.55%）-0.31=0043)1 (SD431 . 001 . 0059.150型腔最小端直径为：=55（1+0.55%）-0.16=D0043)1 (SD43074. 00074. 0018.55402、型腔深度尺寸计算根据塑料注射模具设计技巧与实例中式 5-16 有：H=H0（1+S）-320式中 H型腔深度的最小基本尺寸；H0塑件的最大基本尺寸。则有型腔最大深度尺寸为：H=H0（1+S）-=95（1+0.55%）-=32032087. 0022. 0087. 0037.95最小深度直径为=（1+S）-=92（1+0.55%）-=0h0h32032087. 0022. 0087. 0036.923、型腔中的型心径向尺寸根据塑料注射模具设计技巧与实例中式 5-17 有：d=d0(1+S)+430式中 d型心的最大基本尺寸； d0塑件的最小基本尺寸；d0=45其余符号与公式 5-15 相同。则有：41d=d0(1+S)+=45（1+0.55%）+0.14=430430062. 00062. 035.453.3.2 型芯尺寸的计算型芯尺寸的计算1、型心端径尺寸计算：根据塑料注射模具设计技巧与实例中式 5-17 有：d=d0(1+S)+430式中 d型心的最大基本尺寸； d0塑件的最小基本尺寸；d0=147，=500d其余符号与公式 5-15 相同。则有型芯大端直径为：d=(1+S)+=147（1+0.55%）+=0d04301 . 031. 02101 . 096.147小端尺寸为：d=（1+S）+=50（1+0.55%）+=0d0430037. 016. 0210037. 035.502、型心的高度尺寸计算根据塑料注射模具设计技巧与实例中式 5-18 有：h=(1+S)+0h03242式中 h型心高度的最大尺寸； h0塑件内形深度的最小尺寸。其余符号与公式 5-15 相同。则有：h=(1+S)+=90.5（1+0.55%）+20.22/3=0h0320087. 00087. 014.913.4 斜导柱和其它零件的尺寸计算斜导柱和其它零件的尺寸计算3.4.1 斜导柱的计算与确定斜导柱的计算与确定1、抽心力的计算参照塑料成型工艺与模具设计 ，对于侧型芯的抽心力，采用式 5-59 进行估算：)sincos( chpFc式中 FC抽心力（N） ； c侧型心成型部分的截面平均周长（m） ； h侧型心成型部分的高度（m） ；p塑件对侧型心的收缩应力（包紧力） ，其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，p=(0.81.2)107Pa,模外冷却的塑件，p=(2.43.9)107Pa；塑料在热状态时对钢的摩擦系数，一般=0.150.20； 侧型心的脱模斜度或倾斜角（0） 。根据塑件，取 c=3.1410=31.4mm,h=5mm,p=1.2107Pa, =2.50。则有=31.451.2)sincos( chpFc31031043（0.20cos2.5 -sin2.5 ）=294.26N710002、斜导柱倾斜角确定参照塑料成型工艺与模具设计中式 5-60、5-61，斜导柱工作长度与抽心距、倾斜角开模距的关系如下：L=s/sin 5-60H=sctg 5-61式中 L斜导柱的工作长度； s抽心距；s=7mm； 斜导柱的倾斜角；250，常用 120220，取=200。H与抽心距 s 对应的开模距。则有L=s/sin=7/sin=20.47mm020H=sctg=7ctg=19.23mm0203、弯曲力与开模力的计算根据塑料成型工艺与模具设计中式 5-62 和 5-63 有FW =costFFK = Ft tg式中 FW侧抽心时斜导柱所受的弯曲力； Ft侧抽心时的脱模力，其大小等于抽心力 FC； FK侧抽心时所需的开模力。则有=313.14NwFcostF020cos26.294=tg=294.26tg=107.11NkFtF0204、斜导柱的直径计算44根据塑料成型工艺与模具设计中式 5-74 有d=23cos10wwcHF式中 HW侧型心滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离，HW =H+M；式中 M 为开模瞬间斜导柱空程M=1.17mm，sin20sin4 . 0根据模具设计，H=91mm；式中 为斜导柱与侧型心斜孔的间隙；W斜导柱所用材料的许用弯曲应力；对碳素钢取W=137.2MPa；则有=H+M=91+1.17=92.17mmwH所以有d=13.07mm23cos10wwcHF02320cos2 .13726.29417.9210参照模具设计与制造简明手册表 2-121 斜销推荐尺寸表，确定斜导柱直径为 d=16mm，所选取的斜导柱为：斜导柱 16180。453.4.2 其它零件的计算其它零件的计算1、浇口套的参数确定根据模具设计与制造简明手册表 2-48 有d=d0+0.51R=R1+12=204式中 d0喷嘴直径，见热塑性塑料注射机技术规格；参照模具设计与制造简明手册表 2-40 中的 XSZY500 有 d0=7.5；R喷嘴球半径，见热塑性塑料注射机技术规格；参照模具设计与制造简明手册表 2-40 中的 XSZY500 有，R=18。则有：d=d0+0.51=7.5+0.51=88.5R=R1+12=18+12=1920根据所计算得的尺寸，参照模具设计与制造简明手册表 2-118 中注射模浇口套推荐尺寸表选取的浇口套参数如下：表表 2-118 浇口套参数表浇口套参数表材 料T10A热处理HRC5055d(k6)d2(f8)基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差d3hRd1L25+0.015+0.00235.5-0.025-0.064455208.531.5100L40462、