电动剃须刀外壳模具设计论文.doc

桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸编号： 毕业设计说明书题 目： 电动剃须刀外壳模具设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 吕汝金 职 称： 讲师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2 0 1 2年 5 月 15 日摘 要模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分，如模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。塑料产品从产品设计到成型生产包括塑料制品设计、模具设计、模具制造和注塑工艺参数选择等几个主要方面。长期以来，模具设计主要依赖设计者的经验和技巧，设计合理与否、制品有无缺陷只有通过试模才知道，致使模具及塑料产品的设计与制造周期长、成本高，产品质量不易保证，废品率高，缺乏市场竞争力。本设计介绍了电动剃须刀外壳模具设计，该注射模采用了一模两腔的结构。本文在进行设计之前首先采用Pro-E分析软件对零件进行分析，该分析主要目的是在分析成型工艺合理性的同时，优化型腔布局形式，根据分析结果确定合理的成型工艺和较好的型腔布局形式。然后就可以在Pro/E设计软件的EMX模块中进行模具结构的设计了，模具各个系统的设计都是在这个模块中进行的。本文后面着重介绍了塑件的工艺性分析、浇注系统的设计、排气系统、导向与定位机构、脱模机构、侧向分型抽芯系统的设计、成型零件的设计、标准模架选择、温度调节系统、各参数的校核等。并使用AutoCAD软件绘制总装配图及模具主要的零件图。同时简单的编制了主要模具零件的加工工艺过程卡。关键词：注塑模具；剃须刀外壳；Pro-E；注塑成型；模具设计AbstractDie & mould manufacturing technology rapid development, has become a modern manufacturing technology of the important component. Such as mould CAD/CAM technology, mould of laser rapid prototyping technology, mould precise forming technology, die ultra-precision processing technology. Plastic products from product design to molding production including plastic products design, mold design, mould manufacturing and injection molding process parameter selection and so on several aspects. Long-term since, mold design mainly depends on the designers skill and experience, design reasonable or not, products have only by trying to mold defects know, cause mould and plastic product design and manufacturing cycle is long, the cost is high, the product quality is not easy to guarantee, scrap rate is high, the lack of market competitiveness. This design is introduced the electric razor shell mould design, this injection mould adopted a module and two cavity structure.This article before the first design Pro-E analysis software for parts to carry on the analysis, the analysis of the main purpose is on the analysis of the forming technology of rationality and at the same time, optimizes the cavity layout forms, according to the results of analysis the determination of reasonable molding technology and good cavity layout form. And then you can in Pro/E of design software EMX module in the design of die structure, mould all the design of the system are in this module. Later in this paper mainly introduces the technology of plastic parts analysis, the design of gating system, exhaust systems, orientation and the position of the institutions, remolding mechanism, side parting core-pulling system design, the design of its molding part, standard formwork selection, temperature control system, each parameter of the check. And use AutoCAD software rendering drawings and main mould of total drawing. And simple compiled the main mould parts processing process card.Key words: Injection mould; Razor shell; Pro-E; Injection molding; Mold design 目 录引言11 塑件成型工艺分析41.1 塑件图41.2 塑件工艺分析51.2.1塑件的分析51.2.2 ABS的性能分析51.3 注塑成型过程及工艺参数51.3.1注塑成型过程51.3.2注射成型工艺参数62 确定成型设备的型号和规格72.1 塑件体积和质量的计算72.2 所需注射量的计算72.1.1塑件体积及质量计算72.1.2浇注系统凝料体积计算72.1.3一次注射体积及质量计算72.3 初选注射机83 注射模的结构设计93.1 模具的工作原理93.2 型腔数目的确定和校核93.3 型腔的排列方式的确定103.4 分型面位置的确定104 确定浇注系统与排气系统124.1 注射模浇注系统的设计124.2 主流道设计124.3 分流道设计134.4浇口的设计134.5冷料穴的设计144.2 排气系统155 成型零件的结构设计与计算175.1 成型零件的结构设计175.1.1型腔的结构设计175.1.2型芯的结构设计175.2 影响工作尺寸的因素175.2.1模具制造公差175.2.2 塑料的收缩率195.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算196 注射机的有关工艺参数校核226.1最大注射量的校核226.2 注射机锁模力校核226.3 开模行程的校核236.4 注射机注射压力校核237 结构零部件的设计257.1 标准模架的选用257.2 合模导向机构的设计267.3 导柱的设计267.4导套的设计268 推出机构设计278.1 推出机构的分类及选用278.2推出机构的设计278.3 推杆位置的设置278.4 推杆的形状及固定形式288.5 推出机构的导向与复位288.6 脱模结构的设计288.6.1脱模机构的设计原则：288.6.2 脱模力的计算299 侧向分型与抽芯机构设计309.1 抽芯距的确定309.2 抽芯力的计算319.3 斜导柱设计319.4侧滑块设计339.5 侧滑块与导滑槽的设计339.6 楔紧块的设计3310 温度调节系统的设计3410.1模具温调节的重要性3410.2 模具温度与塑料成型温度3410.3 冷却系统的设计3410.3.1冷却回路设计的基本原则3410.3.2 冷却系统的冷却参数的计算3511 模具材料的选择3712 模具零件加工工艺规程3913 模具的试模与修模4113.1 粘着模腔4113.2 粘着模芯4113.3 粘着主流道4213.4 成型缺陷分析4214 结论44谢 辞45参考文献46 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 46 页 共 46 页引言（一） 塑料及塑料工业的发展塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂.塑料制件在工业中应用日趋普遍，这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻，大多数塑料的密度都1.01.4g/3之间，相当于钢材密度的0.11和铝材密度的0.5左右，所以有以“塑代钢”的优点。塑料比强度高；绝缘性能好，介电损耗低，是电子工业不可缺少的原材料；塑料的化学稳定性高，对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力；塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此，塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列，在国民经济中，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业的发展阶段大致分为以下及个阶段：初创阶段 30年代以前，科学家研制分醛、硝酸纤维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。发展阶段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，奠定了塑料工业的基础，为其进一步发展开辟了道路。飞跃阶段 50年代中期到60年代末，塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。稳定增长阶段 70年代以来，通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料性能，提高产品质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。塑料工业向着自动化、连续化、产品系列化，以及不断拓宽功能性和塑料的新领域发展。我国塑料工业发展较晚，40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产仅200t。50年代末，由于万吨级聚氯乙稀装置的投产和70年代中期引进石油化工装置的建成投产，使塑料工业有了两次的跃进，于此同时，塑料成型加工机械和工艺方法也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。塑料由于其不断的被开发和应用，加之成型工艺的不断发展成熟于完善，极大地促进了成型模具的开发于制造。随者工工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求的日益增加，而且产品的更新换代周期也越来越短，对塑料和产量和质量提出了越来越高的要求。（二）塑料成型在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。1989年，国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”，在重点支持改造的产业、产品中，把模具制造列为机械技术改造序列的第一位，它确定了模具工业在国民经济中的重要地位，也提出了振兴模具工业的主要任务。总之，要尽快提高我国模具工业的整体技术水平并迎头赶上发达国家的模具技术水平。（三）塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。总观世界发展趋势，塑料成型技术的发展可以归纳为以下几个方面：模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等有了一些国标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置，精密标准模架，精密导向件系列，标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已经研究出注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外在塑料行业投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。例如：材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技术也进入了实用阶段。（1）全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（2）模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守WTO的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 WTO同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。1 塑件成型工艺分析 1.1 塑件图塑件外形结构及尺寸如图1-1 所示：图1-1 塑件图1.2 塑件工艺分析1.2.1塑件的分析(1)外形尺寸：该塑件壁厚为1.5，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注塑成型。(2)精度等级：该设计每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。按照塑件材料的要求，高级精度公差等级为MT2，一般精度公差等级为 MT3，未注公差尺寸为MT5。塑件表面的粗糙度为Ra1.6Ra6.3(3)脱模斜度：ABS属无定型塑料，塑件成型收缩率较小。根据进口端盖的结构特点，在不影响其外观的情况下，查脱模斜度表，选塑件脱模斜度为以便脱模。 1.2.2 ABS的性能分析表1-1 ABS的性能指标密度/1.021.08屈服强度/50比体积/0.860.98拉伸强度/38吸水率（）0.20.4拉伸弹性模量/1.4熔点/130160抗弯强度/80计算收缩率（）0.30.8抗压强度/53比热容/1470弯曲弹性模量/1.41.3 注塑成型过程及工艺参数1.3.1注塑成型过程（1）成型前准备：对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。 （2）注射过程：塑件在注射机料筒经过加热、塑化达到流动的状态后，由模具的浇注系统进入模具行腔成型，其过程包括加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却和脱模等几个阶段。（3）塑件的后处理：处理的介质为空气和水，处理温度为6075，处理时间为1620s。1.3.2注射成型工艺参数 表1-2 注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：6075时间： 12h成型时间S注射时间：1545保压时间：03冷却时间：1560总 周 期：40120料筒温度后段：140160中段：190210前段：170190螺杆转速30喷嘴温度140160后处理方法：红外线烘箱温度：100110时间h：812模具温度3265注射压力320适合注射机类型螺杆式、柱塞式均可密度（g/cm）1.021.08计算收缩率（%）0.30.82 确定成型设备的型号和规格注射模具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，必须熟悉所选用注射机的技术规范，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、安装模板的螺孔（或T形槽）位置和尺寸、定位孔尺寸、喷嘴球面半径等等。以便设计的模具与所选的注射机相适应。注射成型机合模部分的基本参数包括模板尺寸、模板间最大开距、动模板的行程、模具最大厚度和最小厚度等。这些参数规定了注射机所安装模具的尺寸范围。2.1 塑件体积和质量的计算（1）计算塑件的体积和质量是为了选用注射机及确定型腔数。使用Pro/E软件画出塑件的三维图,利用软件分析功能自动计算所画零件的体积。零件塑件的体积 =7.13cm3 （2）查设参考文献2，塑料ABS的密度为=1.05g/ cm3所以，塑件的重量为： M=7.13 cm3 1.05 g/ cm3=7.49g （3）塑件在分型面上的投影面积为：2.2 所需注射量的计算2.1.1塑件体积及质量计算本塑件用Pro/E软件进行造型，运用软件自带的计算功能，计算得塑件的体积及质量如下： 塑件体积：=7.13cm3 塑件质量：2.1.2浇注系统凝料体积计算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.6倍来估算，该模具采用一模两腔，所以：浇注系统凝料体积：20.627.490.68.56浇注系统凝料质量：M2=1.058.56=8.99g2.1.3一次注射体积及质量计算由以上计算，可得该模具一次注射需要ABS的体积和质量为：总体积：227.498.5623.54 总质量：1.0523.5424.72g 2.3 初选注射机查参考文献1表4.2选用大于24.72 g的螺杆注射机：初步选定XS-ZY-125型。XS-ZY-125（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表：表 2-1 注塑机的主要参数理论注射容积(cm）125螺杆直径(mm)42注射压力(MPa)120注射行程(mm)170注射方式螺杆式锁模力(kN)900最大成型面积（cm2）320最大开合模行程(mm)180模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)200喷嘴圆弧半径(mm)12喷嘴孔直径（mm）4动定模固定板尺寸(mm)428*458拉杆空间(mm)260*2903 注射模的结构设计3.1 模具的工作原理 模具安装在注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上，合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流通注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。开模时，动模部分向下移动，塑件包在小型芯上一起随动模下移，开模力通过斜导柱作用于侧型芯滑块，迫使其在动模的倒滑槽内分别向左和向右滑动而脱离塑件，直至斜导柱与他们脱离，完成侧向抽芯动作。合模时，复位杆迫使推出机构复位，斜导柱使侧型芯滑块向内移动复位，最后由楔紧块锁紧。3.2 型腔数目的确定和校核为了使模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。小批量生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸较大时，型腔数将受所选用注塑机允许最大成型面积和注塑量的限制。型腔排位原则 ：型腔排位应有利于各腔同时、均匀进胶。 多腔模各型腔排位紧凑，有利于缩短流道长度。 多腔模各型腔间距不小于25mm。由于此次设计的接线座要求是大批量生产，所以应该采用多型腔模具以提高生产效率和降低生产成本。在多型腔模具的实际设计中，一种方法是首先确定注射机的型号，再根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要球选取型腔的数目；另一种方法是先根据生产效率的要求和之间的精度要求确定型腔数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。一般可以按下面几点对型腔的数目进行确定。（1）按注射机的最大注射量确定型腔数目:式中 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； 注射机最大注射量，g； 浇注系统凝料量，g； 单个塑件的质量，g。（2）按注射机的额定锁模力确定型腔数目:式中 注射机的额定锁模力， N； 塑料熔体在型腔中的成型压力，； 浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，； 单个塑件在分型面上的投影面积。（3）按塑件的精度要求确定型腔的数目综合考虑浇注系统，该塑件精度要求不是很高，又是大批量生产，本塑件结构规则。因此，为能提高塑料成型的生产率，降低制件的成本，选用多型腔模具，即一模二腔的模具结构。校核：由于模具选择的型腔数目为一模二腔，因此应根据选择的注射机进行校核，这里采用根据注射量校核，查考文献2得：由公式： = (0.8125-8.99)/7.49= 122 式中 为注射机的最大注射量，单位g 为单个制件的质量，单位g 为浇注系统的质量，单位g经过以上的校核，型腔数的确定满足设计要求。3.3 型腔的排列方式的确定多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分为平衡式和非平衡式，平衡式布置，其特点为：主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状和尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；非平衡式布置，其特点为：主流道到各型腔浇口分流道的长度不同，不利于均衡进料；非平衡是布局能明显缩短分流道的长度，节约塑件的原材料。由于本次设计采用一模二腔结构，因此，对于多型腔模具，型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合考虑，型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均匀得分得所需足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀充满每一个型腔，从而使各个型腔的制件内在质量均一稳定，所以本次设计型腔的排列方式采用了平衡式。3.4 分型面位置的确定如何确定分型面，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。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。.分型面尽可能使塑件开模时留在推出机构一侧，便于塑件顺利脱模。.应保证塑件的精度要求。.满足塑件的外观质量要求。.便于模具加工制造。.有利于排气。.应考虑成型面积的影响，尽量减小制件在合模分型面上的投影面积。.有利于侧向抽芯。因此,根据制件的形状及成型机构，本设计中制件的分型面如下图3-1所示： 图3-1 分型面位置4 确定浇注系统与排气系统4.1 注射模浇注系统的设计该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用是将塑料熔体平稳得引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落，使型腔内的气体顺利地排除。浇注系统的设计要符合以下基本原则：型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；系统流道应尽可能短，断面尺寸适当，尽量减小弯折，表面粗糙度值要低，以使热量及压力损失尽可能小；对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间进入各个型腔的深处及角落，即分流道尽可能采用平衡式布置；型腔和浇口的排列要尽可能地减小模具外形尺寸；在满足型腔充满的前提下，浇注系统的容积应尽可能小，以减小塑料的消耗量；浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小。4.2 主流道设计采用普通浇注系统，由于是二型腔模，必须设置分流道，采用侧浇口形式从零件前端进料，利用分型面间隙排气。(1)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动通道，是熔体最先流经模具的部分。因此，设计时必须使熔体的热量损失和压力损失最小，根据模具设计手册查得XSZY125型注射机的喷嘴的有关尺寸为：喷嘴前端孔径：；喷嘴前端球面半径：；根据模具主流道与喷嘴的关系： 取主流道球面半径：；取主流道的小端直径；为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将凝料从主流道中拔出，主流道与喷嘴应紧密对接，将主流道设计成圆锥形，其斜度为，取，经换算得主流道大端直径为，主流道表面粗糙度Ra0.8一般为。由于小端的前面是球面，其深度为35。 (2) 主流道长度主流道的长度应尽量短，以减小压力损失，其长度一般不超过65，一般取50mm， 主流道浇口一般采用碳素工具钢如T8A，TA10等材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。该浇口套与与定位圈设计成整体形式，用螺钉固定在定模上，浇口套与模板间的配合采用H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9配合。根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如图4-1所示： 图4-1主流道如图所示4.3 分流道设计分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。由于模具是多型腔的浇注系统，因此应设置分流道。分流道截面尺寸视塑料品种，制件尺寸，成型工艺条件以及流道的长度因素来确定。通常圆形截面分流道直径为210mm ，对流动小号的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料的小型塑件，在分流道长度很短时直径可小到2mm综合考虑，分流道截面半径取R=2mm，开设在定模一侧。(1)分流道长度分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料原材料和减少能耗。(2)分流道的表面粗糙度分流道表面粗糙度要求不能太低，一般取1.6um左右，这可增加对外塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。4.4 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔制件的一段细短的通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快速度进入并充满型腔，型腔充满后浇口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。浇口的形状、位置、尺寸对塑件的质量影响很大。注射成型时许多缺陷都是由于浇口设计不合理而造成的，因此在设计的过程种要特别重视浇口的设计。常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充模特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。浇口设计的原则如下： （1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短； （2）浇口的设置应有利于排气和补缩； （3）浇口位置要选择避免塑件变形； （4）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕； （5）浇口的位置应避免侧面冲击细长型芯或镶件。(1)浇口的选择根据制件塑料的形成特性，制件的几何形状、尺寸、生产批量、成型条件、注射机等因素的综合考虑，选用侧浇口较为理想。选用侧浇口比较符合模具结构的要求。（2）浇口位置的选择 浇口位置主要是根据制件的几何形状和技术要求，并分析熔体在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素后确定， 该模具采用侧浇口，其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证。试模时如发现不当，容易及时修改。能相对独立地控制填充速度及封闭时间。对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。如图4-2侧浇口所示：图4-2 侧浇口示意图该塑件采用侧浇口的浇口方式，侧向进料的侧浇口，对于中小件，一般厚度t=0.52.0mm(或者取塑料壁厚的1/3-2/3)，宽度b=1.55.0mm， 浇口的长度L=0.72.0mm ,该模具浇口厚度为1mm,长度为1.06mm。4.5冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构之一。其作用是容纳浇注系统流道中料流有前锋冷料，以免这些冷料注入型腔，产生熔接痕这些冷料。在注射成型时，喷嘴前端的熔料温度较低，为防止其进入型腔，通常在流道末端设置用以集存这部分冷料的冷料井。其直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料井体积大。拉料杆的作用是将凝料从主流道中拉出，并留在动模一侧。根据制件推出形式，拉料杆是采用常见的Z型，采用7，如图4-3所示结构。 图4-3冷料井的设计4.2 排气系统塑料熔体充模时，需置出浇注系统、型腔内的空气以及塑料熔体微量分解产生的气体，使之及时排出模外。常用的有分型面排气、间隙排气、设置冷料井排气，因此需要设计排气系统。（1）分型面排气，排气槽的深度可取0.0250.1mm, 宽 1.56mm。为了避免型腔中被压缩的热空气直接喷入人体上，排气槽做成弯曲状。排气槽深度的取值要小于被注射塑料的溢料值。常用塑料的排气间隙表:表4.21常用塑料的排气间隙塑料名称间隙塑料名称间 隙PE0.02ASA0.01PP0.010.02POM0.010.03PS0.02PA0.01PB0.03GRPA0.010.02ABS0.03PBTP0.010.03（2）间隙排气，间隙排气是利用成型件、顶杆与孔的配合间隙来排气。排气间隙的取值要小于被注射塑料的溢料值。因此在设计模具时，配合件的配合精度一定要选择合理。常见塑料的溢料值见表4-1。表4-1常见塑料的溢料值塑料名称溢料值塑料名称溢料值聚乙烯0.02聚甲醛0.03聚丙烯0.03聚碳酸酯0.08软聚氯乙烯0.03有机玻璃0.04聚苯乙烯0.03ABS0.06综合考虑到本塑件的顶杆和斜销及成型件， 可利用配合间隙排气,可以形成自然的排气系统，不专门设计排溢系统，如在调试中认为必须开设排溢系统，到时也可以开设。5 成型零件的结构设计与计算5.1 成型零件的结构设计5.1.1型腔的结构设计型腔是成型制品的外表面的成型零件。按型腔结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式型腔。5.1.2型芯的结构设计型芯是成型内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件由一个型芯，主要是成型零件的内表面的大型芯，因塑件包紧力较大，所以设在动模部分。 5.2 影响工作尺寸的因素塑料制品公差由模具制造精度、模具的磨损量和塑件的成型收缩率构成。一般情况下，影响成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差、模具磨损量、以及塑件收缩率S这三项。塑料制品的公差规定按单向极限，制品外轮廓尺寸公差取负值“”， 制品内腔轮廓尺寸公差取正值“”，若制品上原来有公差标注方法与上不符，则应按以上规则进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，及取“”。5.2.1模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“”符号。型腔尺寸属于孔类尺寸，在使用过程中由于磨损的原因不断增大，则取。型芯尺寸属于轴类尺寸，在使用过程中由于磨损的原因不断减小则取“”，中心距尺寸取“”。如表5-1所示：表5-1 模具制造公差尺寸表 类型塑件转化后的尺寸计算公式制造公差收缩率%计算结果型芯径向尺寸模具最大磨损量取制件的1/6；模具的制造公差=/3。型芯深度尺寸型腔径向尺寸型腔深度尺寸5.2.2 塑料的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均的收缩率计算：另外，由于受注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的分边也小。飞边的厚度一般应小于0.020.1mm。5.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。经分析，剃须刀外壳塑件属于中小尺寸模具型腔，因此，该项计算以强度条件为准。且该零件塑件为比较规则型腔，因此，按照规则的矩形型腔进行计算。按强度条件计算得整体式矩形型腔侧壁厚度S为：由于,因此参考文献1中的公式得： 式中： 型腔内熔体的压力，这里取； 承受熔体压力的侧壁高度，这里取； 抗弯截面系数，如表4.1 所示，这里取； 矩形成型型腔的边长， 型材的许用拉应力，这里取；表4.1 系数的值0.30.40.50.60.70.80.91.01.21.52.0c0.9300.5700.3300.1880.1170.0730.0450.0310.0150.0060.002W0.1080.1300.1480.1630.1760.1870.1970.2050.2100.2350.254则有： 在模具的设计中，根据模架的形式选择了作为模具型腔侧壁的厚度。模具型腔底板厚度的计算，采用如图4.3所示的整体式矩形型腔，整体式矩形型腔的底板图4.3 整体矩形型腔如果后部没有支承板，直接在模脚上，中间是悬空的那么底板可以看成是周边均匀的矩形板，由于熔体的压力，板的中心将变成最大的变形量，按照强度条件，型腔的底板厚度参考文献1中的公式得： 式中： 型腔的底板厚度（在图4.3中为：），mm； 由模脚之间的距离和型腔的边长比l/b所决定的系数，由于 有表4.21取=0.3834 型腔的宽度，这里取； 型材的许用拉应力，这里取。则有： 在模具型腔的设计中，根据模架的形式悬着作为型腔底板的厚度。表4.2系数的值l/b1.01.21.41.61.82.80.30780.38340.42560.46800.48720.49740.50006 注射机的有关工艺参数校核6.1最大注射量的校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑聚炳烯时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量()。它在一定的程度上反映了注塑机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品6。以容量计算时，必须使得在一个注塑成型周期内所需的注塑塑料熔体的容量在注塑机额定注塑量的80%内，也就是塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。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，其关系由参考文献1公式(4.5)得，V件0.8V注 式中 V件一模中的塑件数与浇注系统的体积（cm3）;V注 注射机注射容量（cm3）;0.8 最大注射容量利用系数。在这个设计中，V件= 7.13cm3V注=8.5615.690.8125=100所以注射机注射容量完全满足要求。6.2 注射机锁模力校核锁模力是注射机的锁模机构对模具施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填型腔时，沿锁模方向产生一个很大的胀型力，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，否则容易产生由于锁模不紧而发生溢料的现象，即：。塑件在分型面上的投影面积为：浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于该设计流道设计简单，分流道较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取=0.2。塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则：模具型腔内的胀型力，则=824235N=288470=288.47KN式中是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的2040，大致范围为2540。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取35。查表13-3可得该注射机的公称锁模力=900KN，锁模安全系数=1.11.2则1.2288.47=346.164N，所以，注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 6.3 开模行程的校核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上使用的一般浇口模具，其关系由参考文1公式（4.7）校核：+ 510mm 式中 脱模距离（mm）； 塑件高度（包括浇注系统）（mm）； 注射机模板行程（mm）。在这个设计中 =5.5 mm = 65.5mm= 300mm+ + 10 = 5.