电视遥控器注射模具的设计.doc

河北工程大 学毕业设计(论文) 、 题 目 电视遥控器注射模具设计 院（系） 专业班级 学生姓名 指导教师 成 绩 20* 年 06 月 17 日摘 要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。塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。本文中针对电视遥控器注射模具制定出合理的设计结构，其中包括成型部分及其零部件设计，浇注系统设计，脱模机构设计，冷却系统设计等。根据分析，设计了一套塑料注射模具，并对模具以及主要零件进行了CAD绘图。关键字：注射模具 浇注系统 脱模机构 冷却系统 AbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer application, automatic control, numerical control technology and so on.In this paper, it introduced the design process of the injection mold of Television remote control kneading board, including the shape of part design, the design of feed system push system and cooling system, molding part and final assembly structure. Depending on the analysis, a plastic injection mould has designed, and the injection plastic mould and the important parts are drawn on computer by Auto CAD.Key words: Injection mold Drawing of patterns organization Feed system Cooling system3目 录摘 要Abstract第1章 绪论11.1 选题的依据和意义11.2 塑料行业在我国国内的发展状况11.3.1 产需矛盾21.3.2 产品结构、企业结构等方面21.3.3 产品水平21.3.4 工艺装备水平31.3.5 模具行业的发展趋势3第2章 方案分析42.1 设计任务42.2 产品分析42.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数52.4 塑件结构要素52.4.1 塑件脱模斜度：52.4.2 塑件精度等级的选用62.4.3 圆角设计62.5 注射机的选择62.5.1 最大注塑量：62.5.2 注射压力：62.5.3 锁模力的校核：62.5.4 开模行程校核：72.5.5 螺杆转速：7第3章 成型部分及其零部件设计83.1 分型面的设计83.1.1 考虑塑件质量83.1.2 确保塑件表面质量83.1.3 考虑模具结构83.2 型腔数的确定93.2.1 根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目93.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数103.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目103.2.4 根据经济性确定型腔数目103.3 凹模结构设计113.3.1 凹模型腔的大小尺寸为：123.3.2 型腔的深度尺寸123.4 凸模结构尺寸133.4.1 凸模/型芯的外形尺寸143.4.2 凸模/型芯的高度尺寸153.5 型腔壁厚的计算153.5.1型腔的强度及刚度要求153.5.2 型腔壁厚计算16第4章 浇注系统的设计204.1 浇注系统的组成及设计原则204.1.1 浇注系统的组成204.1.2 浇注系统的设计原则：204.2 主流道的设计214.2.1 主流道分析214.2.2 主流道的结构设计214.2.3 主流道浇口套设计234.3分流道的设计244.3.1 分流道的形状和尺寸244.3.2 分流道的分布设计254.4 浇口的设计254.4.1 浇口位置的选取原则264.4.2 浇口形式的设计264.5 冷料穴的设计274.5.1 冷料穴的结构274.5.2 拉料方式27第5章 排溢系统设计28第6章 脱模机构设计296.1 脱模机构的构成与功能296.2 取出机构的方式296.3 脱出机构设计原则296.3.1 脱出机构设计基本考虑296.3.2 脱出机构的结构306.3.3 所需顶出行程、开模行程计算306.3.4 顶出力、抽拔力，开模力计算316.4 塑件的脱出机构设计326.4.1 顶杆的长度计算336.4.2 顶杆直径d的设计336.4.3 顶杆应力校核346.4.4 顶杆在塑件上的布局346.4.5 顶杆固定及配合356.4.6 顶出机构中附属零部件35第7章 冷却系统的设计377.1 冷却装置设计分析377.2 传热面积计算387.2.1 注射周期的确定387.2.2 冷却水计算397.2.3 计算单位时间内所释放的热量397.2.4 冷却水的导热总面积407.2.5 确定冷却水路的直径d417.2.6 冷却水孔的总长度417.2.7 冷却水管数量的确定417.2.8 系统的其它零件41第8章 模体与支撑连接零件43结论44致谢46参考文献45第1章 绪论1.1 选题的依据和意义模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电子、通信、家电和轻工业等行业中，60%80%的零件都要依据模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度要求越来越高结构要求也越来越复杂。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。1.2 塑料行业在我国国内的发展状况在过去25年里，中国逐渐完成了从计划经济到市场经济的转变，由于开放型经济吸引了大量的私企和外企。2006年中国的塑料年销量3800万吨以上，与欧盟相当。目前，中国塑料加工行业在亚洲处于领导地位。注塑加工行业是比较活跃的一部分，占聚合物需求总量的30，并且保持8的年增长率。注塑产品主要的应用领域为电子设备、电脑、IT产品外壳部件、手机、CD/DVD、家用物品和汽车部件等。生活日用品的出口和包装、建材、汽车等旺盛需求将导致注塑制品的稳步增长。在中国所有的塑料加工厂中，注塑厂家占70左右，这个统计数字包括了大量的小企业和国有企业。中国已经成为仅次于美国的塑料生产大国、消费大国、原料进口大国、制品出口大国，但不是综合强国。2005年中国塑料行业企业数量超过6.5万家，其中规模以上企业11726个。塑料制品出口量从2001 年的535.8万吨增至2005年的1228.5万吨，年均增长23.1%。预计2015年塑料制品总产量翻一番，达到5000万吨。塑料加工工业良好的发展前景仍将是我国塑料机械制造工业高速发展的原动力。 中国因具有较低劳动力的优势吸引了大量的海外投资，从而使经济飞速增长，制品中心也从亚洲、北美、欧洲等成本高的地区转移到中国。目前这种趋势在汽车和电子领域表现尤为明显。1.3 国内模具技术与国外的差距1.3.1 产需矛盾工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要， 目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成 模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、 轻工等行业发展的后腿。1.3.2 产品结构、企业结构等方面模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主要部分。按产值统计，我国目前冲压占50%-60%，塑料模占25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料 模比例一般占30%-40%。国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占20%左右，国外为50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的 模具分厂(或车间)内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达70%以上。国外，70%以上 是商品化的。1.3.3 产品水平衡量模具产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度、 模具的使用寿命和制造周期等。国内外模具产品水平仍有很大差距。1.3.4 工艺装备水平我国机床工具行业已可提供比较成套的高精度模具加工设备，如：加工中心、数控铣床、数控仿形铣床、电加工机床、座标磨床、光曲磨床、三座标测量机等。但在加工和定位精度，加工表面粗糙度，机床刚性，稳定性，可靠性，刀具和附件的配套性方面和国外相比，仍有较大差距。1.3.5 模具行业的发展趋势专家认为，我国模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。第2章 方案分析2.1 设计任务设计题目：电视遥控器注射模具设计2.2 产品分析本设计为面板类壳体模具，壳体的尺寸为170mm67mm17mm，壁厚为2.5mm，且有四个螺纹孔，在底部有一个电池盒，壁厚为1.5mm其效果如图2-1、2-2所示：图2-1 遥控器内部示意图图2-2 遥控器面板示意图2.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数塑料选用材料为：聚氯乙烯（PVC），成型条件如下：密度：1.38g/cm3 计算收缩率：0.61.5（取1.0）预热温度/：7090 预热时间/h：46模具温度/：3060 聚氯乙烯具有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，具有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料，其化学稳定性好。2.4 塑件结构要素2.4.1 塑件脱模斜度：对PVC塑料而言：型芯：3050（取45）型腔：3540（取35）2.4.2 塑件精度等级的选用经查表本塑件选用一般等级，精度等级为52.4.3 圆角设计为了避免应为集中，提高塑件的强度，便于塑件熔体的流动和塑件脱模，在塑件的内外表面的各连接处均应设计过渡圆弧。2.5 注射机的选择2.5.1 最大注塑量：由 V （2-1）考虑到浇注系统及其它原因带来的损失，因此 式中 m塑件的质量（g） 塑件的密度（）2.5.2 注射压力：查表知PVC的注射压力为80130MPa。2.5.3 锁模力的校核：F锁K损P注A分 （2-2）式中注射压力到达型腔的压力损失系数，一般取0.340.67，此处取0.5。塑件成型所需的实际注射压力塑件及浇注系统等在分型面上的投影面积（） =770kN2.5.4 开模行程校核：SL1L2 （2-3） S=17+18+8=43mm式中 L1凸模凸出部分高度(mm)L2取出塑件间隙(mm)顶杆顶出富裕量(510mm) (取8mm)2.5.5 螺杆转速：经查表，聚氯乙烯转速为28综上所述，选取SZ250/1650卧式注塑机，其主要参数为：直径直径/mm： 50注塑压力/MPa： 150实际注射量g： 225锁模力/kN： 1650模具厚度/mm： max 380 min 220移模行程/mm： 350模板最大开距/mm： 750第3章 成型部分及其零部件设计3.1 分型面的设计分型面是为了将塑件浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。分型面位于模具动模和定模的结合处，在塑件最大外形处。3.1.1 考虑塑件质量对于有轴度要求的塑件要使其全部动模或定模中成型，防止由于模具合模不准确造成塑件尺寸的误差。对于外观无严格要求的塑件，可将分型面选在塑件中部，这样可以用较小的脱模斜度有利于脱模。3.1.2 确保塑件表面质量分型面尽可能选择在不影响外观的部位以及分型面处产生的飞边容易加工修整部位。3.1.3 考虑模具结构（1） 尽量简化脱模部件。为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模部分。（2） 尽量方便浇注系统布置。（3） 便于排溢。为了有利于气体的排出，分型面尽可能与料流的末端重合。（4） 模具总体结构简化，尽量减少分型面的数目，尽量采用平直分型面。综合以上考虑，可选择分型面结构如下图3-1：图3-1 单分型面注射模的分型面3.2 型腔数的确定在确定型腔数时，常用的有四种方法：3.2.1 根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目根据公式 n （3-1）式中 n型腔数 注射机公称注射量的利用系数0.70.85，此处取0.8. 注射机的质量公称注射量（g） 浇注系统及飞边等的塑料质量（g） 单个型腔中塑件质量（g）3.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数根据公式 （3-2）式中 注射机的额定锁模力（N） 模具上浇注系统及飞边在分型面上的投影面积（m） 塑件在分型面上的投影面积（m） f单位投影面积所需的锁模力（N/m）3.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目根据经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度要降低4%，设塑件的基本尺寸为L(mm)，塑件尺寸公差为%（ABS为0.5%），则n(2500 （3-3） 式中 L 基本尺寸 尺寸偏差百分数 X塑件尺寸偏差3.2.4 根据经济性确定型腔数目设型腔数目为n,塑件总件数为N，模具费用（C0NC1）元，C1为每一型腔所用费用，C0为模具费用中与型腔数目无关的部分，单位小时加工费用为Y（元/小时），成型周期为t（min）。若忽略准备时间和试模时间原材料费用，则总的成型加工费用为：x C0n C1 （3-4） 式中 x总费用 N总件数 Y单位小时加工费用 t成型周期 n型腔数 C1每一型腔需费用C0模具费用中与型腔数无关的部分 根据本设计任务书的要求，采用双型腔模具成型。3.3 凹模结构设计凹模是成型塑件外形的主部件，其结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。整体方式强度好，刚度好，结构简单。本设计采用完全整体式模块，它是由金属直接加工而成的，这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好，适用于形状简单的塑件。其结构如图3-2：图3-2 完全整体式凹模3.3.1 凹模型腔的大小尺寸为： （3-5）式中 型腔内形尺寸（mm） 塑件的外形基本尺寸（mm） 塑件公差 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。=1/4本设计中零件为（17067） 横向0.92 纵向0.52所以有：横向= = 纵向= =3.3.2 型腔的深度尺寸 （3-6）式中 型腔内形尺寸（mm） 塑件的高度基本尺寸（mm） 塑件公差。查表=0.24 塑件平均收缩率（%） 取1.0综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。模具成型尺寸设计公差。取m=1/4=0.06所以，= = 3.4 凸模结构尺寸凸模是成型塑件的成型零件，对于简单的容器，如壳、盖之类的塑件，成型起主要部分内表面的零件称为主型芯，按结构主型芯可分为整体式和组合式两种。整体式结构型芯其结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验或小型模具上的简单型芯。为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶拼组合式结构，这种结构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。本设计为简单塑件，并且为双型腔，故选用整体式凸模，其结构如图3-3图3-3 整体式凸模3.4.1 凸模/型芯的外形尺寸 （3-7）式中 凸模/型芯外形尺寸（mm） 塑件内形基本尺寸（mm） 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。=1/4本设计中零件横向0.92 纵向0.52。所以 横向=mm纵向 =mm3.4.2 凸模/型芯的高度尺寸 （3-8）式中 凸模/型芯的高度尺寸（mm） 塑件内形深度基本尺寸（mm） 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取x=。 模具成型尺寸设计公差。=塑件公差，查表得 =0.24 所以 =3.5 型腔壁厚的计算3.5.1 型腔的强度及刚度要求塑件模具的型腔侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前许多单位都是凭经验决定的，但常因估计不准确而造成模具报废和浪费材料，为此建立科学的计算方法是实属必要的。目前常用的计算方法有按刚度和强度两大类，但是实际的塑料模具却要求既并不允许因刚度不足而影响变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。因此，要求刚度和强度加以合理考虑。在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑件熔体的压力，合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要的是熔体的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生有应力及变形。如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足侧壁发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及强度的要求并非同时兼顾。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按强度计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则因模具性，从几个方面考虑：1. 要防止益料模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以益料的间隙。对于PVC而言，间隙为0.05mm.2. 应保证塑件精度塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有良好的刚性，即塑件注入时不产生过大的弹性变形。最大的弹性变形值可取塑件的允许公差的1/5。常见中小塑件公差为0.13mm0.25mm。因此允许弹性变形量为0.025mm0.05mm，可按塑件大小和精度等级选取。3. 应利于脱模当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边将被型腔紧紧的包住而难以脱模，强制顶住易使塑件划伤或损坏，因此型腔允许弹性变形量小于塑件的收缩值。型芯的强度、刚度相当于杆类零件的校核计算。3.5.2 型腔壁厚计算在注射成型过程中，型腔承受塑料熔体的高压作用。因此模具型腔应该有足够的高度。型腔强度不足，将发生塑性变形，甚至破裂，刚度不足将产生过大的弹性形变，导致型腔的向外膨胀，并产生溢流间隙。型腔厚度的计算本塑件中的型腔为矩型壳类形状，其厚度算法可用矩形型腔厚度公式计算。1. 型腔侧壁厚度计算刚度条件 （3-9）式中 S型腔侧壁厚度（mm） C系数。查表得C=1.0 h型腔侧壁受压高度（mm）。h=17mm 型腔压力（MPa），查表得，对于塑料PVC为100MPa。 E模具材料弹性模量（MPa）任一自由边中点的允许变形量，查表得，对于材料PVC取0.05（mm） 所以 =28.2mm强度条件 （3-10）式中 型腔侧壁受压高度（mm） =17mm 型腔压力（MPa）查表得，对于塑件PVC为100MPa 系数，查表得0.13 短边与长边比。= 许用应力（MPa），对于碳钢=160（MPa） =23.9mm所以S取29mm。2. 型腔底壁厚度计算按强度计算： （3-11）式中 底壁厚度（mm） b凹模型腔的内孔（矩形）短边尺寸（mm） b=67mm 系数且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.5 模腔压力（MPa）且=（25%50%）=2050MP取40 MPa。 材料许用应力（MPa） =160则 =23.7mm按刚度计算 （3-12）式中 系数且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.0277 模腔压力（MPa）且=（25%50%）=2050MPa取40 MPa。材料的弹性模量（MPa）=2.1105 MPa成型零部件的许用变形量。且=0.20.24=0.048 =2.1mm 所以取24mm。第4章 浇注系统的设计4.1 浇注系统的组成及设计原则4.1.1 浇注系统的组成浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。4.1.2 浇注系统的设计原则：1.了解塑料的成型工艺特性掌握塑料的流动性以及温度、剪切速度对精度的影响，以设计出合适的浇注系统。2.尽量避免或减少熔接痕熔体流动时应尽量减少分流的次数，有分流必然有汇合，熔体汇合之处必然会产生熔接痕尤其流程长，温度低时，这对塑料强度的影响较大。3.有利于型腔中气体的排出浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分，使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出，避免充填过程中产生紊流或湍流，也避免固气体体积积存而引起凹陷，气泡、烧焦等塑件的成型缺陷。4.防止型芯的变形和嵌件的位移浇注系统设计时应尽量避免塑件熔体直接冲击细小型芯和嵌件，以防止熔体的冲击力使细小型芯变形或嵌件位移。5.尽量采用较短的流程充满型腔这样可有效减少各种质量缺陷。6.流动距离比的校核对于大型或薄壁塑料制作，塑料熔体可有可能因其流动距离过大过流动阻力太大而无法充满整个型腔。4.2 主流道的设计4.2.1 主流道分析主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降低和压力损失最小。主流道截面面积过小，塑料在流动过程冷却面积相对增加，热量损失大，粘度增加，流动性降低成型压力损失大。造成成型困难，如主流道截面面积过大，会使流道容积加大，塑料耗量增多，而且会使塑料流动过程中压力减弱，冷却时间延长，容易产生紊流或涡流，使塑件产生气孔，影响塑件质量。一般对于流动性好，塑件较小，主流道要设计得小些，对于流动性差，塑件较大，主流道要设计得大些。本设计所设计的是电视遥控器模具，产品原材料为PVC，其流动性中等，综合考虑各因素，应将主流道设计的小些。4.2.2 主流道的结构设计1.对于所选的卧式注塑机。熔融塑料首先经过主流道，故它的大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。2.主流道锥角。为了便于从主流到中拉出浇注系统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其锥角24（取2），过大会使流速减慢。3.主流道大端面呈圆角。主流道大端面呈圆角，其半径常取r13（mm），(取2mm)，以减少料流转向过渡时的阻力。4.半球直径。为确保塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，主流道对接处设计成半球形坑。415（mm）17+1=18（mm）式中 主浇道小端口直径（mm） 注塑机喷嘴孔直径（mm）喷嘴孔直径接触富裕量（mm）一般为0.51（mm），取=1（mm）注塑机喷嘴球半径（mm），=17（mm）主流道对接处半径（mm）喷嘴球半径接触富裕量（mm）一般为12（mm），取=1（mm）其结构如图4-1：图4-1 卧式或立式注射机用注射模的主流道设计4.2.3 主流道浇口套设计由于流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸跟换的主流道衬套，简称浇注套或浇口套，以便选用优质钢材（如T8A等）单独加工和热处理（硬度为5357HRC），或用45，50，55等表面淬火（55HRC）。当主流道穿过几块模板时，为防止溢料而使主流道凝料脱模困难，也应采用浇注套，其主要作用是：（1）使模具安装时进入定位孔方便而在注射机上很好的定位，与注射机喷嘴吻合，并能经受塑料的反应力，不致被推出模具。（2）作为浇注系统的主流道，将料筒内的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通地达到型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便 。（3）当主流道穿过多块模板时，采用浇口套，可以防止因溢料而使主流道凝料脱模困难。本设计中采用整体嵌入式，即把用于注射机定模板上中心定位孔配合定位的台肩及用于构成主流道的部分做成一体，适用于大批量的小型模具，如图4-2图4-2 整体式浇注套1定模座板 2浇注套4.3分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的这一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过度段，也是浇注系统中通过断面积变化和塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。分流道设计时应使熔体较快地充满整个型腔，流动阻力小。流动中温降尽可能低，同时应能将塑料熔体均匀地分配到各个型腔。4.3.1 分流道的形状和尺寸分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其表面积（流表面积与其体积表面积之比）小。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等，梯形及U形截面分流道加工较容易。且热量损失与压力损失均不大，是常用的形式。故在本设计中选用梯形截面的分流道，其截面如图4-3：图4-3 分流道的断面形状梯形截面分流道的尺寸可按下面的经验公式确定： （4-1） 式中 梯形大底边宽度（mm） 塑件的质量（g） 分流道的长度（mm） 梯形的高度（mm）梯形的侧面斜度常取510，底部以圆角相连，上式的适用范围为塑件壁厚在3.5mm以下，塑件质量小于200g，且计算结果应在3.2mm9.2mm范围内合理，塑料在流道中流动的距离较大，则流动的阻力越大，因此，应在满足具体条件下，尽量减少分流道长度，根据凸凹模结构尺寸及浇口套的各结构尺寸，确定分流道长度为16mm（两个分流道对称分布）。则 =0.26548.36662 =4.44mm在3.2mm9.5mm范围内，故合理 =2.96mm4.3.2 分流道的分布设计分流道的布局取决于型腔的布局，型腔与分流道的布局原则是排列紧凑，缩小模具尺寸，分流道的长度尽量短，锁模力力求平衡。此次设计的模具为双型腔，而且型腔为对称分布，所以分流道也采取平衡布置。4.4 浇口的设计浇口又称进料口或内流道，它是分流道与塑料之间的狭窄部分，也是浇注系统中最小的部分。它能使分流道输送来的熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态，顺序、迅速的充满型腔，同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。4.4.1 浇口位置的选取原则（1）浇口位置的选择应避免产生喷射和蠕动（蛇形流）。（2）浇口应开设在塑件断面最厚处。（3）浇口位置的选择应使塑料的流程最短，料流变向最少，以减少动能损失，良好填充。（4）浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。（5）浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。（6）浇口位置的选择应防止料流将将型腔、型芯等挤压变形根据以上原则，本设计中的塑件浇口应选在塑件边缘处。4.4.2 浇口形式的设计本设计采用普通侧浇口。普通侧浇口又称为边缘浇口，一般开设在分型面上，从塑件侧面进料。它能方便地调整冲模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而国外称之为标准浇口。它是广泛使用的一种浇口形式。一般取宽1.55mm，厚0.52.0mm，长0.72mm。侧浇口适用于一模多件，能大大提高生产率，减少浇注系统消耗而且去除浇口方便。本设计浇口尺寸为宽3mm，厚2mm，长1.5mm，其结构如图4-4：图4-4 普通侧浇口4.5 冷料穴的设计4.5.1 冷料穴的结构冷料穴是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔。冷料穴又叫冷料井。 冷料穴处于主流道末端，其尺寸稍大于主流道大端的直径。4.5.2 拉料方式将拉料杆头部做成Z形，这种拉料杆杆除了起到拉住和顶出主流道凝料的作用外，还兼有冷料穴的作用。冷料穴的结构如图4-5：图4-5 拉料杆第5章 排溢系统设计排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。被压缩的气体产生高温，引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良而引起塑件强度降低，甚至阻碍塑料填充等。为了使这些气体从型腔中及时排出，可以采用开设排气槽等办法。有时排气槽还能溢出少量料流前锋的冷料，有利于提高塑件熔接强度。本设计中将排气槽开在分型面上，这样可以使排气槽产生的飞边很容易随塑件脱出，其结构如图5-1：1分流道 2浇口 3排气槽 4导向沟 5分型面图5-1 排溢系统第6章 脱模机构设计6.1 脱模机构的构成与功能脱模机构作用是先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离（称为脱出），然后把从模具脱出的塑料和浇注系统凝料等从模内取脱出和取出两个步骤。6.2 取出机构的方式对塑件进行分析，根据塑件的质量要求，考虑经济原因等。塑件在脱落过程中容易摔坏。故采用非掉落式，又考虑技术、经济等原因 ，采用人工取出法。6.3 脱出机构设计原则在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中或凸模上松动分离（即脱出），脱出塑件的机构，就叫塑件脱出机构。浇注系统凝料等也要从模内脱出，这种机构就叫浇注系统凝料等的脱出机构。6.3.1 脱出机构设计基本考虑为了保证塑件在顶出过程中不变形或损坏，必须正确分析对模腔粘附力的大小及其所在部位，以便选择合理的顶出方式和顶出装置，使顶出力等均匀合理分布。顶出位置应设置在阻力大的地方，就是使塑件不易变形的部位。由于塑件收缩时包紧型芯，因此顶出力作用点应尽量靠近型芯，同时顶出力应施于塑件刚性和强度最大的部分。在选择顶出位置时，尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的地方，尤其是用顶杆顶出时更应注意这个问题。另外，与塑件直接接触的脱出零件的配合间隙保证不益料，以免塑件上留下飞刺痕迹。6.3.2 脱出机构的结构在设计模具结构时，必须考虑在开模过程中保证塑件留在具有顶出装置的那一部分，即留于动模上，这样可以简化顶出机构。但因塑件结构的关系，不便于留于动模上时，要采取一些措施，强制留于动模，或是塑件在开模后由定模上的顶出机构顶出。脱出机构工作可靠，动作节奏点清晰，运动灵活，制造方便，配换容易，且有足够的强度和刚度。6.3.3 所需顶出行程、开模行程计算顶出行程： （6-1）式中： 所需顶出行程（mm） 型芯成型高度（mm） 顶出行程富裕量（mm） 取2.71mm所以 =17.29+2.71 =20mm开模行程为： （6-2） 式中 塑件的开模行程（mm） 塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度（mm） 动定模型芯突出分型面的高度总合（mm） 取件及取出浇注系统凝料的开模行程富裕量（mm）取8mm所以 =14.5+17+18 =39.5mm6.3.4 顶出力、抽拔力，开模力计算顶出力的决定与抽拔力的计算相同，塑料与型腔的黏附力多由塑料收缩引起，因此顶出塑件时所需的顶出力必须克服黏附力所引起的摩擦阻力。但影响黏附力的因素很多，故精确计算比较困难。塑料在冷凝收缩时要产生对型芯的包紧力，抽芯机构所需的抽拔力必须克服因包紧力所产生的抽拔阻力及机械传动的摩擦力，才能抽出活动型芯。 本设计是带通孔的壳体塑料，故无需计算起始抽拔力 （6-3）式中 抽拔力(KN)塑件的收缩应力(N/)，模内冷却的塑件为，模外冷却的塑件，本设计选择模内冷却 塑件包紧型芯的侧面积() 摩擦系数，一般0.150.2 (取0.2) 脱模斜度，一般0.52(取0.5) 60（KN）塑件制品的平均壁厚为2.5（mm），断面为矩环形，所需脱模阻力为： （6-4） 式中 脱模力（N）塑料的拉伸模量（MPa），查表知PVC的拉伸模量E=2.0103（MPa） 塑料成型平均收缩率（%），查表知PVC的成型收缩率=1.0 塑件平均壁厚（mm），t=2.5（mm） 塑件包容型芯长度（mm）=17mm 塑料的伯松比，查表知PVC的伯松比=0 脱模斜度（塑件侧面与脱模方向之夹角），=0.5 塑件与钢材之间摩擦系数查表知，取。 塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm2） 由和决定的无因次数，查表=1.0025 =163（kN）6.4 塑件的脱出机构设计塑件的脱出机构是为了完成塑件从模具中安全、可靠地脱出，所以要始终清楚，以使塑件脱出到预定的位置。如果塑件没有特殊的结构，则用一般的顶出机构就可以；如果塑件带有侧凸或侧凹，则用侧向分型抽芯机构即可。本设计因其侧壁无槽类的特征，故选用一般顶出机构塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。它是顶出机构中最常见的机构形式，应用相当广泛。根据实际的要求以及对塑件的分析，我们按单型腔计算，使用8根顶出杆，将其分布在塑件各个位置，要保证塑件顶出时能够平衡，不至于被顶偏。6.4.1 顶杆的长度计算顶杆的总长度 （6-5）式中 顶杆的总长度（mm） 凸模的总长度（mm） =32mm 动模垫板的厚度（mm）=50mm 顶出行程（mm） =20mm 顶杆固定板的厚度（mm）=20mm富裕量，一般取（0.050.1）（mm）表示顶杆端面应比型腔的平面高出。=0.07mm富裕量，一般取（36）（mm） 以免顶出板直接顶到动模板。=5mm=32+0.07+50+20+5+20 =127.07mm6.4.2 顶杆直径d的设计根据对塑件的分析，以及便于加工方便等因素，本设计采用圆形推杆直径。其结构如图6-1： d=5mm D=10mm H=5mm图6-1 圆截面顶杆6.4.3 顶杆应力校核 （6-6） 式中 顶杆的实际应力（MPa） Q脱模力（N） n顶杆数 d顶杆直径（mm） 所以 = =260（MPa）320（MPa） 故d=5mm符合要求。6.4.4 顶杆在塑件上的布局顶杆的位置应选在顶出阻力大的地方，也就是使塑件不易变形的部位。另外应尽量设在塑件的非主要表面上。综合考虑知本塑件顶杆布局如图6-2：图6-2 顶杆的布局6.4.5 顶杆固定及配合顶杆与顶杆孔的配合可利用H8/f8或H8/f7，表面粗糙度一般为Ra0.8Ra0.4，使杆直径比固定孔直径小。这里选Ra0.5。6.4.6 顶出机构中附属零部件1.顶出板顶出板由顶板固定板及其垫板组成，用于固定顶出元件用，常用45号钢制成。最好经调质处理，235HB。2.限位钉为了提高顶出板在复位后与模具的动模座板有比较好的接触性能和方便复位距离的调整，可采用限位订装于顶出板与模具的