变形金刚注塑模具结构设计.doc

变形金刚注塑模具结构设计第一章 概 述1.1国际塑料模具工业的发展的新动态 快速模具( Rapid Tooling以下简称RT)制造技术是一种快捷、 方便、实用的模具制造技术, 是传统金属模具所不能涵盖的，亦无法取代的制模手段，它既是模具制造的一个重要分支, 又是对传统金属模具的有力补充。 随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求很快地设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出产品，进行必要的性能测试，征求用户的意见并进行修改，最后形成能投放市场的定型产品。 用传统方法制作样件时, 需采用多种机械加工机床, 以及相应的工卡量具，既费时，成本又高， 根本不适应日新月异的变化。正是基于这样一个背景，快速原型，快速模具，快速样件的快速制作工艺相继涌现。 快速原型制造技术(Rapid Prototyping以下简称RP)是80年代末发展起来的一项高新技术, 它是集CAD/CAM技术、激光技术、计算机数据控制技术(CNC)、精密伺服驱动技术和高分子材料合成技术于一体。 RP技术的原理就是: 将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓, 计算机据此信息控制激光器有选择地固化一层层的液态光敏树脂, 形成一系列具有微小厚度的片状实体, 再逐层聚合堆积, 形成一个与所设计同样的三维实体模型, 这就是第一个实物原型。当然, 原型基材不同, 成型工艺亦不尽相同, 但其原理是一致的。 自3D SYSTEM 公司1988年推出的第一台SLA成型机后,Vantico公司适时推出的一系列光固化树脂, 在全球所有的3D公司生产的SLA成型机上大量使用, 表现出精度高、韧性好、耐候性强、 适用范围广的特点, 目前已在众多的SLA成型机上得以广泛的使用。 有了原型, 接下来的后续工序即是快速模具和快速制件, Vantico公司拥有三种获取快速制模和快速制件的制作工艺, 即真空注型工艺, 低压灌注工艺和高温树脂型腔模具工艺。真空注型工艺(Vacuum Casting) 即用原型来翻制硅胶软模或聚氨酯软模, 将硅胶或聚氨酯树脂浇入置有原型的容器内, 待软模完全固化后, 沿分型面裁切软模, 取出原型, 再将软模合模后置于带有真空装置的真空注型机内, 浇注改性的聚氨酯树脂, 十几分钟后, 待树脂固化完毕(必要时须进行后固化处理), 就可以脱模并获得形状与原型一致的塑料制件。由于制件是在真空环境下浇注成形, 故制件不带有气泡, 精度较高, 不过由于真空注型设备的尺寸限制, 一般只适合中小制件的制作。低压灌注工艺(Parts In Minutes ) 又叫聚氨酯低压灌注工艺, 同样是利用原型翻制树脂简易模具(包括软模、硬模及抽芯活块)并需考虑浇冒口的位置和流道。将模具夹紧达到规定的合模力, 再把改性的聚氨酯树脂通过专用设备注入模具内, 在室温下快速固化, 十几分钟后即可取出形状与原型一致的制件。这种工艺制作的制件可以大到汽车保险杠大小的制品, 一般适合中大型制件的制作。高温树脂型腔模具工艺(Injection Moulding) 使用高温树脂利用原型来翻制树脂型腔模, 再将树脂型腔模镶嵌在标准的金属模架内, 再安装在普通注塑机上, 使用常规工程塑料(如ABS, PP)注射成形。 该工艺制模周期大大缩短, 制模成本明显降低。打出的制件与金属模无异。目前这一工艺只适用于中小件, 型腔寿命在几千件范围之内。 在以上工艺中, 前两种工艺中用到的塑料制件材料皆为改性的聚氨酯树脂, 其机械性能非常类似于橡胶、ABS、PP、PE及HDPE等工程塑料, 可以做成各种颜色或透明色, 制件精度高, 收缩率极小只有0.010.05%。RP技术与RT技术的结合可快速实现原型, 模具, 样件的单件或小批量生产, 这一生产模式对新产品研发尤为重要。主要表现在以下几个方面:外形设计: 很多产品特别是家电产品和汽车产品对外形的美观和新颖性要求极高。传统的做法是将产品效果图显示于电脑终端, 但经常发生画出来好看做出来不好看的现象。采用RT技术可以很快作出制件, 供设计人员和用户审查, 使得外形设计及检验更直观有效便捷。 检查设计质量: 以模具制造为例, 传统的方法是根据几何造型在数控机床上开模, 这对于一个价值数十万至数百万元的复杂模具来说风险太大, 设计上任何不慎反映到模具上都是不可挽回的损失。通过RT技术, 设计上的各种细微差错就能在样件上及时反映出来, 这就大大减少了开模风险。 功能检测: 设计人员可以通过样件快速进行功能测试以判断是否最好地满足设计要求, 从而优化产品设计。 装配干涉检验: 在有限空间内的复杂系统, 对其进行装配干涉检验是及为重要的。用样件进行装配模拟, 可以观察工件之间如何配合, 如何相互影响。供货投标及用户评价: 由于能够及时地将产品样件提供给用户, 极大地增强了产品竞争力。 以上主要介绍了塑料件的快速制模技术, 实际上威狮模具树脂系统应用领域非常广泛, 例如塑料件的焊接夹具、陶瓷模具、文物复制及假肢制作等, 只要是掌握了材料的性能, 操作工艺是灵活的, 就可以在模具制造领域尽情地发挥。另外快速原型制造技术与快速模具制造技术的有机结合, 为RT技术插上了腾飞的翅膀, 已成为不可阻挡的发展趋势, 必将迎来一场新的技术革命。 1.2我国模具工业发展现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为 245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达50100万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面：多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面：CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80% 以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%表1-1国内外塑料模具技术比较表有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，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，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，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。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，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；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；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。1.3我国模具设计技术今后发展方向 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；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；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。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。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。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。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，继续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。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。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 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三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模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。1.4毕业设计课题资料查询1.4.1分析塑件结构及工艺技术要求该塑件名为大油壶盖，机构简单，关键在于自动卸螺纹，采用的材料：HDPE（高压聚乙烯），其技术要求1.大批量生产 ；2.自动卸螺纹。在设计脱模机构时会比较复杂，而且要实现全自动对传动系统的设计是重点。1.4.2了解塑件的加工性能和工艺性能。HDPE(高密度聚乙烯) High density polyethylene 7密度：0.9410.965g/熔料温度：220280料筒恒温：220模具温度：2060注射压力：具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到180MPa (1800bar)保压压力：收缩程度较高，需要长时间对制品进行保压，尺寸精度是关键因素，约为注射压力的3060背压：520MPa（50200bar）；背压太低的地方易造成制品重量和色散不均注射速度：对薄壁包装容器需要高注射速度，中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速：高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以；螺杆的扭矩要求为低计量行程：0.54D（最小值最大值）；4D的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆直径回收率：可达到100回收收缩率：1.22.5；容易扭曲；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩）1.4.3塑料的适用范围典型应用范围 电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。1.4.4塑件收缩及补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形。HDPE是半结晶材料，成型收缩率较大，在152.5之间。HDPE 容易发生环境应力开裂现象。可以通过采用很低流动特性的品种以减小成型塑件的内部应力，从而减轻开裂现象。在温度高于60的环境中，HDPE成型的塑件很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。1.4.5注塑工艺及模具条件干燥：如果贮存恰当则无须干燥。模具温度：5095 。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。为了取得合理的成型周期，冷却回路直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在13J之内(这里“J，是冷却回路的直径)。注射压力：70105MPa 。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口：流道直径应在475mm之间，流道长度应尽可能短一些的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。这种树脂特别适十采用热流道。1.4.6模具材料模具多采用45钢，各标准模架和凹模也采用45钢，部分零件采用T8A，T10A。45钢属于低碳碳素钢，强度低，韧度、塑性和焊接性均好，主要用于型腔简单，生产批量较小的塑料模，采用反印法制造模具，然后经渗碳淬火、回火处理，可或的外表高硬度又耐磨，心部韧性好的模具，其加工性能较好，脱碳敏锐性较小。该模具的其他各部分零件详见后面章节内容。1.4.7模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率见第四章第5节。1.5毕业设计思想简述本次模具设计尽量借用计算机来完成复杂的计算和建模分析，总结前人的设计经验，结合塑件的具体结构和塑料材料的具体性能，尽量设计出高的，科学的，自动化高的先进的模具。在模具的结构设计中，尽量采用标准件，降低模具设计工作量，节约原材料，降低成本，在保证质量的前提下尽量简化模具结构。大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。在指导老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。第二章 塑件成型工艺分析2.1 塑件的使用要求 该塑件（烟灰缸）作为日常用品，由于要承受烟头的温度，要耐高温性能好，且具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求。同时，要有一定的机械强度，在一定高度掉下时不会出现裂纹的现象。2.2 塑件的材料分析根据1.1中队塑件的分析要求，同时考虑到原材料价格要低廉，现在决定选用工程塑料PP。PP聚丙烯是继尼龙后发展的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶必备的线性聚合物，具有优良的综合性能。本着色是呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也比聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。物料性能 密度小，强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用，具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐模易老化，适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。； PP聚丙烯的主要特点是密度小，约为0.9g%每立方米。它的力学性能如屈服强度、抗张强度、抗压强度及硬度等，均优于低压聚乙烯，并有很突出的刚性，耐热性好，可在摄氏度以上使用。若不受外力，则温度升到摄氏度也不变形。基本不吸水，并且有较好的化学稳定性，除对浓硅酸、硝酸、外，几乎很稳定。高频电性优良，且不受温度影响，成形容易。缺点是耐磨性不高，成型收缩率较大，低温呈脆性。热变形温度较低。比重：克成型收缩率：成型温度：成型特比： 结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。 流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕、变形。 冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，度以上易发生翘曲变形。 塑料壁厚须均匀，避免缺角，尖角、以防止应力集中。结论：经以上分析，塑料比较适合用作烟灰缸的原材料，而且其成型性能良好，适宜采用注射成型的方法生产，成型原材料充分干燥。表塑料的部分技术指标技术指标数 值密度（）收缩率（）透明度半透明拉伸弹性模量/GPa1.11.6抗压强度MPa67熔点170176弯曲弹性模量/GPa1.45从零件图上可以看出，其壁厚为5mm。 2.3 塑件的尺寸精度分析 塑件的尺寸要求并不严格，各尺寸均为自由尺寸，所以取较低的精度等级便可以满足日常的使用要求，根据GB/T144861993，按MT5级塑料件精度来确定各尺寸公差值。2.4 塑件的表面质量分析 该塑件用作盛烟灰看、烟蒂的器皿，同时也是家具饰品，所以要求外表面美观，塑件外表面应无尖锐的毛刺、斑点和明显的熔接痕。考虑到塑件表面质量高时，其模具的加工成本也会高，根据塑件的使用要求和模具加工成本综合考虑，塑件外表面的粗糙度取Ra=3.2。. 2.5 塑件的结构工艺性分析 从零件图见本书（烟灰缸下体）可看出，该塑料结构简单，左右对称。腔体深度为25mm，除局部地方受结构影响外，总体壁厚均为5mm.在PP塑件壁厚推荐值中，塑件的总体尺寸适中，成型性能良好。 塑件中，底部转弯处有两个的倒角。由于采用的是塑料，且该塑件属于小塑件，外表面质量要求较高，于是取脱模斜度为。第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制3.1 塑件的体积和重量通过对立体图的初步分析，经估算，该零件的体积为V = 86.41 109.41 30-70.679.4920-35.9317.7730=151343mm151.3cm取PP材料的密度P=0.9g/cmM（塑）=PV=0.9151.3=136.17g3.2 型腔数量的确定 考虑到该塑件虽然是日常用品，但由于材料问题，需求量不是很大。产品的形状简单，模腔布置方便，尺寸精度要求又低，因此确定为小批量生产，采用一模一腔的模具结构形式。与多型腔模具相比，单型腔模具具有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、制造周期短等特点。3.3 浇注系统凝料的估算 浇注系统凝料的体积，可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。同时考虑到模具是一模一腔，其流道会比较简单，长度也比较短，浇注系统的凝料是很少见得，现采用按塑件体积的0.2倍来进行浇注系统凝料体积的估算，所以对于确定一模一腔，注塑机一次注入模具型腔的注射量为： V总=V塑（1+0.2）2=136.171.2 2cm=326.808 cm 3.4 注射机的选用及其技术参数 根据上面2.3中估算出的一次注入模具型腔塑料总体积，在按照注射机的每次注射量应小于或等于其公称注射量的80%估算，得： VV总/0.8=326.808/0.8=408.51cm 根据以上计算结果，现选定额定注射量为500cm，型号为螺杆式注射机，其主要技术参数如下所示。国产注射机的规格与性能（型号）项目型号额定注射量螺杆直径/65注射压力/145注射行程/200注射方式螺杆式锁模力/3500最大成型面积/1000最大开合模行程/500模具最大厚度/450模具最小厚度/300喷嘴圆弧半径/18喷嘴孔直径/3、5、6、8顶出形式中心液压顶出，顶出距离,两侧顶杆机械顶出动、定模固定板尺寸/mm700 850拉杆空间/540 440合模方式液压-机械液压缸流量/L/min压力/MPa200、256.5电动机功率/km22螺杆驱动/kn7.5加热功率/kw14机器外形尺寸/mm65000 13000 20003.5 成型工艺参数 正确的注射成型工艺参数可以保证塑料熔体良好塑化，顺利充模、冷却与定型，从而产出合格的塑料制件。温度、压力、时间是影响注射成型工艺的重要参数。试模时可以根据实际情况进行必要的调整。要保证塑件质量合格及稳定所必须的条件是准确而稳定的工艺参数。下表是PP塑料的具体参数 PP 塑料的注射成型工艺参数 项目 塑件PP注射机类型螺杆转速（r/min-1）喷嘴 形式 温度/ 前段料筒温度 中段 后端模具温度/注射压力/MPa保压压力/MPa注射时间/s保压时间/s冷却时间/s成型周期/s螺杆式3060直通式1701901802001902201501704080701205060052060155040120第四章 模具结构方案的确定4.1 分型面位置的确 分型面是决定模具结构形式的一个重要要素，有分模及排气的作用，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出较为合理的的方案。遵循以下几项基本原则：（1） 分型面应选在塑件外形最大的轮廓处（2） 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模（3） 分型面的选择应保证塑件的精度要求（4） 分型面的选择应满足塑件的外关质量要求（5） 分型面的选择要便于模具的加工精度（6） 分型面的选择应有利于排气 具体位置见装配图4.2 型腔数量的最后确定及型腔的排列形式 综合所选注射机的各个参数，考虑到模架尺寸也不宜太大以免造成装模困难，现最终确定型腔数量为一模一腔。由于是单腔，且零件对称，所以不考虑型腔的排列形式。4.3 浇注系统的设计与计算 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。一般由主流道-分流道-浇口和冷料穴等四部分组成。 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流通动通道，是流体最先流经模具的部分。主流道通常位于模具中心塑料熔体的人口处，它将注射机喷嘴注射处得熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道德尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间，另外，由于与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的交口套。主流道设计有以下要点：（1） 交口套内孔锥度取值为26度，太大会造成压力减少，太小会使流速增大，造成成型困难，粗糙度在Ra=1.60.8um之间。（2） 主流道大端与分流道交接处该倒圆角R=13mm，以减少流阻力。（3） 主流道尽量短 ，小型模具应尽量小于60mm ，以减少冷料回收，和热量损失。（4） 主流道与喷嘴接触处通常设计成半球形凹坑，深度常取35mm。4.3.1 主流道尺寸的确定1. 主流道长度： 根据主流道设计要点和对模具尺寸的估算，现初取L=70mm进行设计。2. 主流道小端直径： d比注射机喷嘴直径大（0.51）mm取喷嘴直径为6mm 则主流道小端直径为7mm。3. 主流道球面半径： R比注射机喷嘴半径大（12）mm喷嘴球面半径为18mm则主流道球面吧半径为20mm.4. 主流道锥角： 取a=4度5. 主流道大端直径： D157.47,模具型腔压力上面已经求出为40MPa，现结合型腔的布置，通过公式计算得动模垫板厚度： h 25.385mm取h=30mm5.3 标准模架的选择根据以上的分析，现选取中小型模架A2型（大型模架B型）周界尺寸范围 560mm900mm。定模和动模均采用两块模板，有支撑板，设置以推杆推出塑件的机构组成模架。适用于立式与卧式注射机上，用于直浇道，采用斜导柱侧向抽芯、单型腔成型，其分型面可在合模面上，也可设置斜滑块垂直分型脱模式机构的注射模。 5.3.1 模架的确定 在此之前已经确定型腔数目为一腔，再根据上面计算出的型腔侧壁厚度变可以在分型面上所占的宽和长（WL）大约为157.47136.76mm。选定大型模架B型1818系列为本设计所用模架。 模架的选择采用经验公式估算： 5.3.2各模板尺寸的确定 1.定模板厚度 A h+Ls323.973+52.47 76.443 取A=80mm。 2.定模板宽度 L Ls1+s136.76+17.46 154.22 取L=180mm。 3.定模板长度 W Ls2+s157.47+17.46 174.93 取W=230mm。 4.动模板尺寸 B 选取B=25mm. W1=W=230mm L1=L180mm。 5.垫块的选择 C=60 W2=33 h为凹模底部厚度。凹模侧壁厚度。 Ls3、为型腔径向尺寸。 5.3.3 导柱长度的确定导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高812mm，以免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔的情况。导柱应具有硬而耐磨和坚韧而不易折断的内芯，本设计选用20钢（经过表面淬火处理）。布置在模具四周，导柱与模板之间采用H7/m6的过度配合，导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合。L=60mm。第六章 脱模机构的设计与计算 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称为顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：1. 塑件滞留于动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2. 由于 塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度部位。3. 结构合理可靠，便于制造和维护和能获得良好的塑件外观。6.1 推出方式的确定推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好的特点。本设计采用推杆推出机构实现塑件脱模。因为该塑件的分型面简单，有一定壁厚，结构也不复杂，采用推杆推出的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。6.2 脱模力的计算 塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小，而将型芯或凸模包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力，若制件不带通孔，脱模时还要克服大气压力。动模大型芯脱模力计算： 公式由参考书查得：Ft=Fb(cos-sin)=Ap(cos-sin ) =0.00660.810（0.2cos0-sin0） =10560N A=232.7625+263.6525+70.6825=6587.5mm0.0066 m A_塑件包络型芯的面积; P_塑件对型芯单位单位面积上的包紧力。本设计为模内冷却，P为0.8101.2010Pa 。_塑件对钢的摩擦系数，取=0.2。_脱模斜度。取其为0。.Ft_脱模力（推件力）。6.3 推杆尺寸的确定。（1） 推杆长度L= Hm+h+C-h1=43.78+30+60-20=113.78mm。（2） 推杆工作部分直径取d=6mm。（3） 在推杆固定板上的孔为d+1=7mm，推杆台肩部分的直径常为d+5=11mm，推杆固定板上的台阶孔为d+6=12mm。第七章 模具冷却系统的计算7.1 冷却介质PP属于中等粘度塑料，其成型温度不太高，为200，模具温度为4080。现模具温度初步选定为50，同时由于水的比热容大，传热系数高，成本低，所以决定选用常温水对模具进行冷却。7.2 冷却系统计算（1） 单位时间内注入模具中塑料熔体的总质量 塑料制品的体积总塑浇151.3+75.65=226.95cm 塑料制品的质量 m=V=0.9226.95204.255g=0.227kg 塑件的壁厚为5mm，查表可以确定其冷却时间t冷=25s,通过所选注射机注射量查表确定注射时间t注=3s,取脱模时间t脱=10s。注射周期t=t冷+t注+t脱=25