直角弯头斜导柱注塑模毕业设计.doc

直角弯头斜导柱注塑模毕业设计目 录前 言1第1章 概论21.1 塑料模具的现代及发展21.1.1 模具工业的概况21.1.2 国外模具技术发展及目前水平31.1.3 国内模具技术发展及目前水平41.1.4 塑料模具的重要性与要求51.2设计内容、要求、目的及意义51.2.1设计内容51.2.2 设计要求61.2.3 设计目的71.2.4 设计意义71.3 塑件的设计要求71.4 塑件分析71.4.1 塑件的几何结构与性能要求71.4.2 塑件壁厚71.5塑料组成及分类81.5.1塑料组成81.5.2 塑料的分类91.5.3 热塑性塑料的工艺性能91.6 塑料材料的使用性能10第2章 注射模概述112.1注射模的基本结构112.1.1注射模的结构组成112.1.2 注射模具按结构特征分类122.2 注射模具与注射机的关系132.2.1 注射机的选择142.2.2注射机的技术参数14I2.2.3注射量的校核152.2.4 注射压力的校核152.2.5锁模力的校核162.2.6安装部分的尺寸校核172.2.7开模行程的校核182.2.8顶出装置的校核192.3 型腔总体布置与分型面选择192.3.1 型腔数目的确定192.3.2 多型腔的排列212.3.3 分型面的设计212.4 成型零部件的结构设计232.4.1 凹模的结构设计232.4.2 凸模的结构设计242.4.3 成型零部件的工作尺寸计算24第3章 浇注系统的设计303.1 浇注系统的作用及设计原则303.2 主流道的设计303.3 分流道设计323.3.1 分流道的截面形状333.3.2 分流道截面尺寸333.4浇口的设计333.5冷料穴与拉料杆的设计34第4章 注射模的导向机构设计354.1 导向机构的作用354.2 导柱导向机构354.2.1导柱设计354.2.2 导套设计36第5章 推出机构的设计385.1 推出机构的典型结构385.2 推出机构类型的确定395.3 推出机构的设计原则39第6章 侧向分型与抽芯机构设计406.1 侧向分型与抽芯机构的分类406.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构406.2.1 斜导柱侧向分型与抽芯机构设计406.2.2 斜导柱的设计41第7章 注射模温度调节系统437.1 温度调节对塑件质量的影响437.2 温度调节对生产效率的影响437.3 冷却时间的确定447.4 冷却系统的设计原则447.5 冷却回路的形式45第 8章 总结46参 考 文 献47致 谢48诚信声明I前 言模具是现代工业的重要工艺装备，利用模具加工制品及零件有着生产效率高、节约原材料，可实现少切屑无切屑加工、制件质量稳定，有良好的互换性、操作工艺简单、降低成本、所加工出的零件与制品可一次成形，不需要进行加工、能制造出用其它加工工艺方法难以加工形状比较复杂的零件制品、容易实现生产的自动化半自动化等优点。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求。即要求以最短的周期，最低的成本来完成这一工装准备工作，以加速新产品投产及产品更新换代，提高经济效益及竞争力。此次的毕业设计是直角弯头注塑模具的设计，本毕业论文分析了直角弯头注塑模机构的组成及其工作过程，介绍了模具设计要点和模具工作过程。根据塑件的结构特点，分别介绍了注射模的基本结构、模具型腔数目的确定、分型面的选择、型腔的配置、浇注系统的设计、推出机构的设计、注射零部件的设计、合模导向机构的设计、侧向分型与抽芯机构、注射模温度调节系统等。设计的注射模机构合理，动作准确，灵活可靠，推出顺畅，塑件精度、表面质量符合要求，生产效益高。 此次的毕业设计，充分体现了团体合作的精神，我得到许多帮助。特别是刘菲老师的悉心指导，给我介绍了许多参考资料，并对设计中遇到的问题进行了详细讲解，我才能完成这次的毕业设计。由于我的知识和经验有限，时间仓促，在本次毕业设计中肯定会出现许多缺点和错误，恳请老师批评指正。 第1章 概论1.1 塑料模具的现代及发展1.1.1 模具工业的概况 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989 年3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005 年将达到170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14 种排量80多个车型，1000 多个型号。单辆摩托车约有零件2000 种，共计5000 多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000 副模具，总价值为1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.1.2 国外模具技术发展及目前水平模具工业是国民经济的基础工业之一，是产品制造的重要工艺装备。模具产品是工业制造的基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。近十多年来，国外先进国家的模具技术水平飞速发展，主要表现在以下几个方面：（1）在模具设计制造已普遍应用CAD/CAM/CAE 技术。该技术的应用，能极大地提高模具产品的设计水平、制造水平和分析测试水平。从而达到缩短生产周期提高产品质量和精度，降低产品成本的目的。（2）快速原型法和快速制模技术（RPM/RMT）已得到广泛的应用。RPM一项集激光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术，其突出特点就是能直接根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品，而不需要任何工装夹具，而迭加形成三维实体。（3）模具专业化生产及标准化程度高专业化生产是现代工业生产的重要特征之一，国外工业先进的国家模具专业化生产已达75%以上。标准化是实现模具专业化生产的基本前提，能系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段，是机械制造业向深层次发展必由之路。（4）模具敏捷制造系统发展较快目前国外先进国家的模具敏捷制造系统发展较快。这也是我国模具行业的近期发展目标。另外，高速铣削加工、超精加工和复合加工技术、热流道技术等已在国外先进国家得到了很好的应用。这些先进的技术的应用极大的提高了这些国家模具产品的质量、精度。缩短了生产周期，提高了经济效益，提高了产品的竞争力。尽快吸收，应用国外先进技术，是我国模具行业技术发展的一个方向。表1-1 国内外塑料模具技术比较项目国内国外注塑模型腔精度0.02 mm0.05mm0.005 mm0.01mm型腔表面粗糙度Ra0.20mRa0.01m0.05m非淬火钢模具寿命10万次30 万次10万次60 万次淬火钢模具寿命50万次100 万次160万次300 万次热流道模具使用率总体不足10 %80 %标准化程度小于30 %70 %80 %中型塑料生产周期2个月4 个月1 个月左右在模具行业中的占有量25 %30 %30 %40 %1.1.3 国内模具技术发展及目前水平从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既存在着高速迅猛发展的良好势头，又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。模具行业日趋大型化，精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5，现在已达2-3。不久，1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求1以下，这就要求发展超精加工。热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，这项技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。国内热流道模具也已经生产，有些企业已达30%左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展9。模具CAD/CAM/CAE技术较广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAM/CAE软件。电加工，数控加工在模具制造技术发展上发挥重要作用，部分骨干企业已开始使用这一技术。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。优质模具钢的应用有教大进展，但应用面还不够广泛。国内模具钢种不全，不成系列，多品种，精料化，制品化等方面尚待解决。模具标准件生产水平和模具标准化程度有较大提高，但总体来说标准化程度还太低，模具标准件生产规模还不够大，品种有待发展，质量有待进一步提高。所以，今后我国模具工业的发展趋势是现代设计方法与工艺设计相结合，在模具的开发和制造过程中，采用数控精密高效加工设备、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术，模具工业向着集团化、规模化方向发展，走出一条自主开发模具的成功之路。1.1.4 塑料模具的重要性与要求 塑料模具是指用于成型塑件的模具，是型腔模的一种类型。合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具，是实现现代塑料制品生产必不可少的三大重要因素。尤其是，塑料模具对实现塑料成型工艺要求、保证塑件质量、降低生产成本起着重要的作用。一副质量优良的塑料模具可成型几十万次，甚至上百万次。这与模具设计、选材、制造、使用和维护有着很大关系。对塑料模具设计的基本要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等各方面均能满足使用要求的优质制件。在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求结构合理、制造容易、成本低廉。1.2设计内容、要求、目的及意义1.2.1设计内容 采用注射成型方法设计直角弯头，其外形见图1-1所示：图1-1 塑件图塑料工程是当今极具活力的一门行业，塑料制品通常通过模具而定型最终成为产品。 图1-2 塑件立体模型1.2.2 设计要求（1） 该模具采用斜导柱抽芯机构与普通流道浇注系统。（2） 要使注射模机构简单，浇口形状正确，流道合理。（3） 了解RPVC材料的性能，特性和设计时的要求。1.2.3 设计目的（1）检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。（2）初步掌握进行模具设计的方法.过程.为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写好科研论文打下基础。（3）培养自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。1.2.4 设计意义（1）对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握AutoCAD的运用。（2）锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作做准备。1.3 塑件的设计要求（1）注出的塑件产品无变形，表面光滑，无气泡或其他缺陷，无飞边。（2）塑件要有一定的抗拉、抗弯、抗压及抗冲击等性能。（3）塑件收缩率控制在0.4%-0.8%。 1.4 塑件分析 1.4.1 塑件的几何结构与性能要求（1）该塑件为直角的塑料弯头，常用于建筑装饰工程水管的安装当中，根据工作环境的需要，要求塑件有良好的机械强度，以及耐磨、耐腐蚀等，根据各类塑料的性能特点可选用RPVC作为塑件的材料。（2）从零件图上分析，塑件有内孔，孔径的大小有差别，需要侧向抽芯机构。（3）该塑件结构并不复杂，壁厚相对均匀，成型工艺性能好，可以采用注射成型方法进行生产。1.4.2 塑件壁厚作为水管的连接件，要经常承受液体所造成的压力，为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态有标准作为参考，所以塑件的设计要有一定的壁厚要求，塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约，热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm5mm之间，根据成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩坑，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。通常来说，同一塑件的壁厚应该尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷，当然，在有时候为了使用连接的方便，塑件的壁厚也允许有一定差异。下表是常见塑料的壁厚标准：表2-1 常用塑料的壁厚塑料PEPPPAPOMPBTABSPMMAPVCPC壁厚0.5-3.00.6-3.00.5-3.01.5-5.00.8-3.01.2-3.51.5-5.02.0-5.01.5-5.0在此次毕业设计中，塑件的外径为85，为了塑件在使用中连接方便，塑件的内孔成阶梯型，用于连接的内径为75.4mm，深度36mm,壁厚为4.8mm,见图1-1所示。1.5塑料组成及分类1.5.1塑料组成塑料是以高分子合成树脂为主要成分，大多含有添加剂且在加工过程中能流动成型的材料。塑料的组成成分及其作用如下：（1） 合成树脂合成树脂决定塑料的类型（热塑性或热固性）和基本性能，如机械、物理、电、化学性能，并且在成型时，将塑料的其他成分粘合在一起。（2） 填充剂又称填料，在塑料中起到增量和改性作用，塑料加入填充剂后，不仅能使塑料的成本大大降低，而且还能使塑料的性能得到显著改善。如酚醛树脂中加入木粉后，既克服了它的脆性，又降低了成本。用玻璃纤维作为填充剂，能使塑料 的机械性能大幅度的提高。有的塑料填充剂可以使塑料具有树脂所没有的性能，如导电性、导磁性能等。填料按其形状分为粉状、纤维状和片状三类。粉状填料有木粉、滑石粉、石墨、金属粉等：纤维状填料有玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等；片状填料有玻璃布、石棉布等。（3） 增塑剂增塑剂是为改善塑料的性能和提高柔软性而加入塑料中的一种高沸点的有机物质。树脂中加入增塑剂后，增塑剂加大了塑料分子键的距离，因而消弱了大分子间的作用力，树脂分子在较低的温度下容易滑移从而具有良好的可塑性和柔软性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、葵二酸二丁酯、葵二酸二辛酯、磷酸三苯酯等。（4） 着色剂又称色料，主要起美观和装饰作用。在塑料中加入色料，还能改善塑件的耐候性，既提高抗紫外线能力。如果炭黑着色后就能在一定程度上有助于防止老化。着色剂包括无机颜料、有机颜料和燃料三大部分。无机颜料（如钛白粉、铬黄、镉红、群青等）是不溶解的固体有色物质，与被着色物以机械拼合方式着色，具有良好的耐光性、耐热性与化学稳定性，但色泽不太理想。染料（如分散红）易溶解方式扩散在塑料中，其染色力强，色泽鲜艳，但耐光性、耐热性和化学稳定性较差。有机颜料的特性介于二者之间。要使塑料具有特殊的光学性能，可自塑料中加入珠光色料、荧光色料等。（5） 稳定剂稳定剂是指能阻缓材料变质的物质。它分为稳定剂、热稳定剂、抗氧剂等，常用的稳定剂有水杨酸苯酯、三盐基本性硫酸铅、硬脂酸钡酯等。（6） 润滑脂为改进塑料熔体的流动性，减少塑料对设备和模具的摩擦，以及改进塑件表面质量而加入的一类添加剂称为润滑剂。常用的润滑剂有石蜡、硬脂酸等。1.5.2 塑料的分类塑料的品种繁多，按其加工性能不同可分为热塑性塑料和加固性塑料。热塑性塑料是指合成树脂都是现行或支链型高聚物，在特定温度范围内反复加热和冷却硬化的塑料。1.5.3 热塑性塑料的工艺性能（1） 收缩性在熔融状态下一定量的塑料体积比其固态下的体积大。塑料经成型冷却后发生了体积收缩，塑料的这种性质称为收缩性，收缩性大小用收缩率表示。（2） 流动性塑料熔体在一定的温度与压力作用下填充模腔的能力。流动性主要取决于分子组成，相对分子质量大小及其结构。只有线性分子结构而没有或很少有交联结构的聚合物流动性好。流动性差的塑料在注射时不容易充填模腔，易产生缺料，在塑料的汇合处不能很好地熔接而产生熔接痕。反之，流动性太好，易产生流涎，造成塑件在分型面，活动成型零件推杆等处的溢料飞边。流动性的影响因素:1) 料温高，流动性大。2) 注射压力大，则熔料受剪切作用力大，流动性也增大。3) 浇注系统的形式，尺寸，布置，包括型腔表面粗糙度等因素直接影响流动性。料温降低，流动性阻力增加，流动性会降低。（3） 相容性相容性又称为共混性，是两种或两种以上不同品种的塑料在熔融状态下产生相分离现象的能力。如不相容，则出现分离、脱皮。（4） 吸湿性吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。（5） 热敏性稳定性较差的塑料在高温下受热时间较长，浇口截面过小或受剪切力作用大时料温增高就易发生变色、降解、分解的倾向，这种特性成为热敏性。提高方法：在塑料中加入稳定剂，合理选择设备，合理控制成型温度和成型周期，即使清理设备中的分解物，镀铝，合理模具的浇注系统。1.6 塑料材料的使用性能聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯树脂为白色粉末状，形同面粉，燃烧时发出刺激性气味，离火自动熄灭。由于其成型温度范围较窄（170190），因此，一般需要加入增塑剂、稳定剂等材料，根据增塑剂加入量的不同分为硬聚氯乙烯和软聚氯乙烯塑料。硬聚氯乙烯塑料是聚氯乙烯塑料中加入增塑剂、稳定剂等材料后造粒而成。它具有高的机械强度和韧性，对水、酸、碱有极强的抵抗力和稳定性，电气绝缘性能好。主要缺点是热稳定性和耐冲击性能差，最高使用性能不超过80。这类塑料主要用于生产薄膜、人造革、电线电缆绝缘层、输液管及包扎带等材料。硬质聚氯乙烯挤出板材（RPVC板材）有优良的机械性能、耐磨性、电气绝缘性能和良好的加工性能等。使用寿命长、应用范围广，还可定制防静电、耐高温及耐高压等产品，因此本次设计使用RPVC作为注塑材料。第2章 注射模概述2.1注射模的基本结构2.1.1注射模的结构组成注射模由定模和动模两部分组成，动模安装在注射成型机的移动模板上，定模安装在注射机的固定模板上。在注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模时动模与定模分离以便取出塑料制品。根据模具中各个部件起的作用，一般将注射模分为以下几个基本组成部分：(1) 成型部件 图2-1 成型结构1 型芯 2塑件(2) 浇注系统 浇注系统又称流道系统，它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。浇注系统的设计十分重要，他直接关系到塑件的成型质量和生产效率。(3) 导向部件为了确保动模和定模合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。在注射模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件，有时还需要在动模和定模板上分别设置互相吻合的内外锥面来辅助定位。为了避免在制品的推出过程中推板发生歪斜现象，一般在模具推出机构中还设有使推板保持水平运动的导向部件，如导柱与导套。(4) 推出机构在开模过程中，需要有推出机构将塑料件及其在流道内的凝料推出或拉出。推杆、固定板、推板机构组成推出机构。图2-2 推出机构1 后推板 2 前推板 3 推杆(5) 侧向抽芯机构有些带有侧凹或侧孔的塑件，在被推出以前必须先进行侧向分型，抽出侧向型芯后方便利于脱模，此时需要在模具中设置侧向抽芯机构。(6) 标准模架为了减少繁重的模具设计与制造工作量，注射大多采用标准模架结构，见图2-2中的定模板、动模板、型芯固定板、推板、推板垫板、推杆、导柱等都属于标准模架中的零部件，他们都可以从有关厂家订购。2.1.2 注射模具按结构特征分类 注射模具的分类方法很多，例如可按安装方式、型腔数目和结构特征进行分类，但是从模具设计的角度上看，按注射模的总体结构特征分类更为方便，一般可以分为以下几类：单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、推出机构设在定模的注射模具等。本次毕业设计中选用的模具结构为单分型面注塑模具。 单分型面注射模具又称为两板式模具，它是注塑模具中最简单的、应用最为广泛的一种模具，它以分型面为界将整个模具分为定模和动模两部分。一部分型腔在动模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道开设在分型面上。开模后，制品和流道留在动模，制品和浇注系统凝料从同一分型面内取出，动模部分设有推出系统，开模后将制品推离模具。其他模具都是两模板的发展，如图2-3所示为本次设计的注射模简图。图2-3 注塑模简图1 定模板 2 导柱 3 导套 4 吊环 5 动模板6 弹簧 7 顶出杆 8 前顶板 9后顶板 12 内六角螺钉 13 内六角螺钉 14 模脚 15 右滑块16 楔块 17 斜导柱 18 内六角螺钉19 定位圈2.2 注射模具与注射机的关系注射模具是安装在注射机上使用的。在实际塑料件生产中，通常可选用的注射机种类很多，各型号的参数也是不同的，在注射机的选择中要考虑是否更有利于生产的自动化控制，塑件的脱落，模具安装的方便等，以达到提高生产效率的目的，在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用注射机的有关技术参数有全面的了解，才能生产出合格的塑料制件。该设计中选用的注射机型号为XS-ZY-1000，其主要性能参数见表2-1所示。表2-1 XS-ZY-1000 立式注射机的重要性能参数项目参数项目参数公称注射量（）1000模板最大行程（mm）700螺杆直径（mm）85最大模具高度（mm）700注射压力（kg/）1210最小模具高度（mm）300锁模力（t）450模板尺寸（mm）228X254最大成型面积（）1500喷嘴球径（mm）R122.2.1 注射机的选择（1）计算塑件及浇道凝料的总容量（体积或重量）应小于注射机额定容量（体积或重量）的0.8倍。（2）模具成型时需要的注射压力应小于所选用的注射机的最大注射压力。（3）模具型腔注射时所产生的压力必须要小于注射机的锁模力。（4）模具的闭模高度应在注射机最大，最小闭模高度之间。（5）模具脱模取出塑件所需要的距离应小于所选注射机的开模行程。 （6）模具的外形尺寸及安装尺寸必须与所选注射机模板相适应，即模具最大外形尺寸安装时应不受到拉杆间距的影响，模具安装用的定位环尺寸应与机床定位孔直径相配合；模具的模板各安装孔应与注射机固定模板的安装孔相对应、机床喷嘴半径和球面半径应与模具进料孔相对应，注射机的开模行程应满足脱件要求。2.2.2注射机的技术参数注射机的主要技术参数如下所示：(1) 注射压力 注射压力是指注射机所能产生的最大注射压力，即注射机压力表的最大读数。(2) 注射速度 每秒钟注射进型腔的最大融料体积或质量。(3) 最大成型面积 塑料件在分型面上的最大投影面积。(4) 锁模力 模具克服型腔压力，夹紧力等的最大作用力。(5) 开模力 克服塑料件粘着模具及开启型芯等所有的摩擦力。(6) 允许模具厚度 允许安装的模具的最大或最小厚度。(7) 顶出及推出形式 注射机的顶出或推出分为液压和机械两种形式。(8) 模板行程及模板距离 模板距离是指动模滑动固定板与定模固定板之间的距离。模具的行程是指模板间最大距离和模具的最小厚度之差。2.2.3注射量的校核 注射机标称注射量有两种表示方法，一种是用容量（cm3）表示：一种是用质量（g）表示。国产的标准注射机的注射量均以容量（cm3）表示。模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80以内。根据注塑机的最大注射体积Vmax应大于或等于成型塑件所需塑料的体积VS。即： （2-1）式中：Vmax-注射机最大注射量（cm3）VS-塑件所需塑料的体积（cm3）K1-注射机最大注射量利用系数，一般取K1=0.8塑件的体积：主流道体积：分流道体积：所以：VS=V1+V2+V3=685.36XS-ZY-1000注射机的公称注射量为Vmax=1000cm3根据式：K1Vmax=0.81000=800685.36cm3,所以最大注射量符合要求。2.2.4 注射压力的校核 注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要。只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力，因此注射机的最大注射压力要大于该制件所要求的注射压力。制件成型时所需要的注射压力，与塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制件形状的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在确定制品成型时所需的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺数据，一般制品的成型注射压力为70150MPa。2.2.5锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力，其大小等于制件与浇注系统在分型面上的垂直投影之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机确定的锁模力，否则在成型时会因为锁模不紧而发生溢边跑料现象。见图2-4所示图2-4 锁模力的计算型腔内塑料熔体的压力（MPa）,可按下式计算 p= （2-2）式中： P 0注射压力，MPa； k压力损耗系数，随塑料品种、注射机形式、喷嘴阻力、流道阻力等因素变化，可在0.2-0.4的范围内选取。因此，P=0.2121=24.2MPa.根据式： F锁 PA分 （2-3） 式中：F锁注射机额定的锁模力 (N) P 型腔内塑料熔体的压力 （Pa） A分制件和流道系统在分型面上的总投影面积（m2） A分=0.150.055=0.00825（m2） PA分=24.21060.00825=0.2106而XS-ZY-1000注射机的锁模力F0=4.5106所以,得知锁模力符合要求。2.2.6安装部分的尺寸校核 为了使注射模具能顺利地安装在注射机上并生产出合格的制件，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部位的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应该校核的部分包括模具最大和最小厚度、模具的长度和宽度、喷嘴尺寸、定位圈尺寸等。（1）模具厚度 注射机规定的模具最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板的最大与最小距离。因此，所设计模具的厚度应落在注射机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力。当模具厚度小时，可加垫板。（2）模具的长度与宽度 这要与注射机拉杆间距相适应，使模具安装时可以穿过拉杆空间在动、定模固定板上固定。模具在注射机动、定模固定板上安装的方式有用螺钉直接固定和用螺钉压板压紧两种。设计时必须使安装尺寸与动、定模板上的螺孔尺寸与位置相适应。（3）定位环尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，模具定模板上凸出的定位环与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。定位环的高度一般小型模具为810mm ，大型模具为1015mm.（4）喷嘴尺寸 注射机喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般R1应比R2小12mm，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。2.2.7开模行程的校核模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。对于带有不同形式的锁模机构的注射机，其最大开模行程有的与模具厚度有关，有的则与模具厚度无关。此设计为单分型面模具设计，见图25所示，S故得 mm (23)式中：模具所需开模距离，（mm）H1塑件脱模需要的顶出距离（mm）H2塑件厚度（包括浇注系统凝料，mm）由此可知：H1=30mm，H2=86mm所以：所需开模距离= H1+ H2+（510）mm=121126mm注射机XS-Z-1000的最大开模行程S=700mm所以：S符合要求。 图25 单分型面注射模开模行程校核2.2.8顶出装置的校核 注射机定出装置的形式有多种，就国产注射机而言，顶出装置有下列四种形式。（1） 中心顶杆机械顶出，如角式SYS-45及SYS-60，卧式XS-Z-60，立式SYS-30等注射机。（2） 两侧双顶杆机械顶出，如XS-ZY-125注射机。（3） 中心顶杆液压顶出与两侧双顶杆机械顶出联合作用，如XS-ZY-250、XS-ZY-500注射机。（4） 中心顶杆液压顶出与其他开模辅助液压缸联合作用，如XS-ZY-1000注射机。在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，弄清所采用的注射机是中心顶出还是两侧顶出，最大的顶出距离、顶杆直径、双顶杆中心距离、顶杆直径等，并要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出等。2.3 型腔总体布置与分型面选择2.3.1 型腔数目的确定模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。为了便于使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产率和经济性，并保证制件精度，模具设计时应确定型腔数目。通常的方法有以下四种。(1) 按注射机的最大注射量确定型腔数量n （24） （25）式中 ()注射机最大注射量，cm3或 g; ()浇注系统凝料量，cm3或 g; ()单个塑件的容积或质量，cm3或 g。(2) 按注射机的额定锁模力确定型腔数 根据注射机的额定锁模力大于将模具分型面胀开的力，得 （26）则型腔数 ；（27）式中 F注塑机的额定锁模力，N； P塑件熔体对型腔的平均压力，MPa； 单个塑件的在分型面上的投影面积，; 浇注系统在分型面上的投影面积，。XS-ZY-1000型注射机和直角弯头的基本参数为：F=4500000N，P=60.5MPa，=333.86mm2，=8250mm2因此，=8.9塑件环槽内无毛刺，由于对于高精度制件，由于多腔模具难以使各模型的成型条件均匀一致，通过对塑件制品精度、经济性、成型工艺以及保养和维修等方面的综合考虑，故通常推荐型腔数目不超过4个。因此，取型腔数目为N=1。(3) 按制品的精度要求确定型腔数生产经验认为，增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%。为了满足塑件尺寸精度需使 LS+(n-1)LS4% （28）式中 L塑件基本尺寸，； 塑件的尺寸公差，为双向对称偏差标注； S单腔模注射时塑件可能产生的尺寸误差的百分比。其数值对聚甲醛为0.2%,聚酰胺-66为0.3%，而对PE、PP、PC、ABS和PVC等塑料为0.05%。上式化简便可得型腔数目为 n （29）成型高精度制品时，型腔数不宜过多，通常推荐不超过4腔，因为多型腔难于使各型腔的成型条件均匀一致。(4) 按经济性确定型腔数 根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料的费用，仅考虑模具费和成型加工费。模具费为 Xm=nC1+C2 （210）式中 ： C1 每一型腔所需承担的与型腔数有关的模具费用；C2 与型腔数无关的费用。成型加工费为 （211）式中 N 制品总件数 每小时注射成型加工费，元/h；总成型加工费为 为使总成型加工费最小，令，则得 （212）2.3.2 多型腔的排列 多型腔在模具上通常采用圆形排列、H形排列、直线排列以及复合排列等，在设计时应注意如下几点。（1）尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保塑件质量的均一和稳定。（2）型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。（3）尽量使型腔排列的紧凑一些，以便减小模具的外形尺寸，减轻模具质量。（4）型腔的圆形排列所占的模具尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工比较麻烦，除圆形制品和一些高精度制品外，在一般情况下常用直线排列和H形排列，从平衡的角度来看应尽量选择H形排列。2.3.3 分型面的设计 模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面通常称为分型面。分型面有三种：单分型面、双分型面、多分型面。分型面的数量和形状取决于塑料制品的形状和每模型腔的数量。 在单分型面的模具中，分型面是指模具上可以打开的，用于取出成型制品和浇注系统凝料的可分离接触面，既动、定模镶件的接触面。比如本次设计中的分型面。(1) 分型面的形式 按分型面的位置来分，分型面有垂直于注射机开模运动方向，平行于开模方向和倾斜于开模方向。按分型面的形状来分，有平面分型面、曲面分型面和阶梯分型面。分型面的选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能都有很大影响，它决定了模具的结构类型，是模具设计工作中的重要环节。模具设计时应根据制品的结构形式、尺寸精度、浇注系统形式、推出方式、排气方式及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择。(2) 分型面选择原则选择分型面总的原则是保证塑件质量，且便于制品脱模和简化模具结构，因此分型面的选择应考虑以下基本原则。1) 分型面选择应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件开模时留在动模。这样便于利用注射机锁模机构中的顶出装置带动塑件脱模机构工作。若塑件留在定模，将增加脱模机构的复杂程度。2) 分型面应尽可能选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除或修整。由于分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料痕迹或拼合缝痕迹，因此分型面最好不要设在塑件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。3) 分型面的选择应保证塑件尺寸精度。4) 分型面选择应有利于排气，分型面的选择应尽可能使分型面与料流末端重合，这样才有利于排气。5) 分型面选择应便于模具加工。6) 分型面选择应考虑注射机的技术规格。 根据以上所述本次设计的分型面的选择采用的是直平的方式。见图2-6所示：图 2-62.4 成型零部件的结构设计 成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。2.4.1 凹模的结构设计 凹模是成型塑件外表面的零部件，按其结构类型可分为整体式和组合式两大类。（1） 整体式凹模由一整块金属加工而成，见图（a）中所示。其特点是结构简单、牢固、不易变形，塑件无拼缝痕迹，适用于形状较简单的塑件。本次直角弯头模具设计即采用整体式。（2） 组合式 当塑件外形比较复杂时，采用整体式凹模加工工艺性差，若采用组合式凹模可改善加工工艺性，减少热处理变性，节省优质钢材。组合式凹模类型多样。采用组合式凹模时合理组合，使拼块数量少，以减少塑件上的拼接缝痕迹，同时还应合理选择拼接缝的部位和拼接结构以及配合性质，使拼接紧密。此外，还应尽可能使拼接缝的方向与塑件脱模方向一致，以免影响塑件脱模。此直角弯头注塑模具的外表面形状较为简单，因此采用整体式结构。2.4.2 凸模的结构设计 凸模是用于成型塑件内表面的零部件，有时又称为型芯或成型杆。与凹模相似，凸模也可分为整体式和组合式两类。整体式见图（a）所示，凸模与模板做成整体，结构牢固，成型质量好，但钢材消耗量大，适用于内表面形状简单的小型凹模。当塑件内表面形状复杂而不便于机械加工，或形状虽不复杂，但为节省优质钢材、减少切削加工量时，可采用组合式凹模，将凹模及固定板分别采用不同材料制造和热处理，然后连接在一起，见图（b）所示，为用螺钉连接，销钉定位。（C）此直角弯头注塑模具的凸模（型芯）由于塑件内表面结构比较简单，所以采用整体式结构，见图（c）所示。2.4.3 成型零部件的工作尺寸计算 所谓成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。（1）塑件尺寸精度的影响因素塑件尺寸的影响因素很多，也很复杂，但主要的有以下几个因素。1) 成型零部件的制造误差成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装、配合误差两个方面，设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件相应公差的13左右，通常取IT69级。2) 成型零部件的磨损造成成型零部件磨损的主要原因是塑料熔体在型腔中的流动以及脱模时塑件与型腔的摩擦，而以后者造成的磨损为主。3) 塑料的成型收缩成型收缩不是塑料的固有特性，它是材料与条件的综合特性，随着制品结构、工艺条件等的影响而变化，如原料的预热与干燥程度、成型温度和压力波动、模具结构、塑件结构尺寸都将造成收缩率的波动。表2-1列出了部分热塑性 塑料的标准成型收缩率。表2-1 部分热塑性的标准成型收缩率成型物料线胀系数/10-5成型收缩率（%）塑料名称填充材料结晶型聚乙烯（中密