仪表壳毕业论文.doc

西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计论文题目：仪表壳塑料注射模具设计2010年05月3 毕业设计（论文）任务书系（部） 机电信息系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 B060209姓名 唐川栋 学号 18 1.毕业设计（论文）题目： 仪表壳塑料注射模具设计 2.题目背景和意义：在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。由于模具成型具有优质，高产，省料和低成本等特点，现已广泛应用于汽车，航空航天，仪器仪表，家电，机械制造，石化，轻工日用品等工业部门。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，日本经济之所以能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势，模具工业的迅猛发展是重要原因之一。 塑料模具是现代塑料工业生产中最重要的工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业之一。用塑模成型零件的主要优点是制造简便，材料利用率高，产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：塑件分析； 初步拟订结构方案； 选择设备、校核有关工艺参数； 方案论证,结构设计，强度计算；绘制模具装配图及零件图； 应用Pro/E做出制件图并进行分析。4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 1）基本要求： （1）绘图要求（用AutoCAD和Pro/E软件） A 测绘塑料零件图 （二维及三维图） B模具动模、定模、镶块等主要零件图及模具总装配图 （二维） （2）编写说明书，具体内容如下：（编写格式和装订要求按教务处统一规定） A 分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响； B 分析所采用模具结构方案，着重分析难点（斜导柱、哈佛模、点浇口等）； C 分析所有分型面，选出最佳分型面并叙述该模具的开，合模动作过程； D确定哪些面有脱模斜度 ，确定各种配合的形式并说明理由； E 分析浇口位置、浇口形式及所采用的理由并说明所有推顶装置设置的位置及其理由； G 对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析； （3）计算下列尺寸 A 有关成型零件工作尺寸的计算，斜导柱长度及抽拔力的计算；B 成型型腔壁厚计算机冷却水道面积计算；2）速度安排（1）查阅资料，实习参观及完成开题报告英文翻译 4周 （2）分析塑件零件并测绘零件图 2周 （3）方案选择与画模具装配草图 3周 （4）绘制零件图与模具正式装配图（二维和三维） 3周 （5）编写论文 3周 （6）打印并交主审教师审阅 1周 5.毕业设计（论文）的工作量要求 实验（时数）*或实习（天数）： 3 天 图纸（幅面和张数）*： 折合3张A0 其他要求： 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系（教研室）主任审批： 年 月 日仪表壳塑料注射模具设计摘 要本文主要介绍了仪表壳塑料件的注射模设计，其材料为ABS。根据ABS塑料的工艺特性和产品的使用要求，分析了仪表壳的结构特点和成型工艺。本设计采用CAD技术进行模具装配图及零件图的绘制。对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后，完成模具总装图设计及主要零件图的绘制，从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。关键词：塑料；模具设计；CADInstrument shell plastic injecting mold designAbstractThis article mainly introduced the instrument housing plastics injection mold design, its material is ABS. According to the ABS plastics craft characteristic and the product operation requirements, have analyzed the instrument housing unique feature and the formation craft. This design uses the CAD technology to carry on the mold assembly drawing and the detail drawing plan. Carried on the formation spare part, the gating system to the mold, lateral to pull out the core organization, to promote the mold emptier and cooling systems project analysis. Finally, completes the mold final assembly drawing design and the main detail drawing plan, thus guarantees the mold structure the reliability, the rationality and the usability.Key words：Plastic;mould;design；CADvi目 录主要符号表1 绪 论12 模具设计流程32.1 设计依据32.2 设计程序33 注塑材料分析、选择与塑件的工艺分析73.1 主要材料分析73.1.1 材料分析73.1.2 塑料的成分73.1.3 ABS工艺特征73.2 分析塑件的结构工艺性93.2.1 工艺性分析94 拟订模具的结构形式104.1确定型腔数量及排列方式104.2模具结构形式的确定104.2.1单型腔单分型面模具104.2.2多型腔多分型面模具104.3注塑机型号的确定104.3.1有关制品的计算104.3.2 按注射机的最大注射量确定型腔数目114.3.3计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下114.3.4注塑机确定114.4 分型面的选择设计原则124.4.1 分型面概述124.4.3 分型面的形式134.4.4 分型面的选择设计原则134.5 浇注系统的设计144.5.1 主流道的设计144.5.2 分流道的设计154.5.3浇口的设计174.5.4 冷料穴的设计174.6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计184.6.1型腔、型芯工作尺寸计算194.6.2侧抽机构设计194.6.3 模架的选择214.7 导向机构的设计214.7.1 导柱的设计224.7.2 导套的结构设计224.7.3 推出机构的设计224.7.4 推件力的计算234.7.5 推杆的设计234.8冷却系统的设计244.8.1 冷却系统的作用244.8.2 冷却效率254.8.3 确定冷却水道直径254.9 模具排气槽的设计264.10 校核264.10.1 注射机有关工艺参数的校核264.10.2注射机开模行程的校核264.10.3 模具安装尺寸的校核265 塑料模材料的选用及技术要求285.1塑料模材料的性能要求285.2塑料模零件选材原则285.3 塑料模材料的选用285.4模具的精度要求295.4.1模具零件的公差与配合选择295.4.2模具形位公差的选用306 模具工作过程326.1成型前的准备326.1.1原料的检验和预处理326.1.2料筒的清洗326.1.3嵌件的预热326.1.4脱模剂的选用326.2注射过程326.3脱模过程336.4制品的后处理336.4.1退火处理336.4.2调湿处理337 结 论34参考文献35致 谢36毕业设计（论文）知识产权声明37毕业设计（论文）独创性声明38主 要 符 号 表T成形周期K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8M注射机的额定塑化量（g/h或cm/h）M浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm）M单个制品的质量和体积（g或cm）F注射机的额定锁模力（N）A单个制品在模具分型面上的投影面积（mm）A浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm）p塑料熔体在模腔内的平均压力（MPa），通常模腔内压力S注射机最大开模行程（mm）H推出距离（脱模距离）（mm）H包括浇注系统在内的制品高度（mm）Q抽拔力（N）A侧型芯被包紧的截面周长（cm）h成型部分深度（cm）q单位面积积压力摩擦系数a脱模斜度1 绪论1 绪 论模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化智能化、柔性化、和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。近年来我国的模具事业也在不断地飞速向前发展。模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。由于模具成型具有优质，高产，省料和低成本等特点，现已广泛应用于汽车，航空航天，仪器仪表，家电，机械制造，石化，轻工日用品等工业部门。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，日本经济之所以能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势，模具工业的迅猛发展是重要原因之一。 塑料模具是现代塑料工业生产中最重要的工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业之一。用塑模成型零件的主要优点是制造简便，材料利用率高，产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩。现在CAD/CAM/CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是CAD/CAM 技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也1西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精”仍然是一个必然的发展趋势。从技术上来说CAD/CAM/CAE 技术将全面推广，快速原型制造（RPM）及相关技术将得到更好的发展，高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术及高压注射成型将进一步发展。342 模具设计流程2 模具设计流程合理的模具设计，主要体现在所成型的塑料制品的质量（外观质量及尺寸稳定性），使用时的安全可靠和便于维修，在注塑成型时有较短的成型周期和较长的使用寿命以及具有合理的模具制造工艺性等方面。在开始模具设计时，应多考虑几种方案，衡量每种方案的优缺点，再从中优选一种。对于重新再做的模具，亦应当认真对待，因为时间和认识上的原因，当时认为合理的设计，经过使用也会有可以改进的地方。在设计时本人参考了过去设计人员所设计的图纸，并了解了他在制造和使用方面的情况，吸取其中的经验和教训。2.1 设计依据模具设计的主要依据，就是现有的塑料制品及样图。模具设计人员必须对制品图及样板进行详细的分析和消化，同时在设计模具时，必须注意核查以下所有项目：（1） 尺寸精度及其相关尺寸的正确性；（2） 脱模结构是否合理；（3） 制品厚度及其均匀性；（4） 塑料种类及其缩水率；（5） 表面要求；（6） 塑料制品成型后是否有后处理；（7） 制品的批量；（8） 注塑机的规格；以上内容，在设计的过程中本人都做了认真的考虑和校核，以满足设计需要。2.2 设计程序1、对塑件产品图和样板进行分析、消化；在进行模具设计之前，首先对制品图或样板进行详细的分析和消化，其内容包括以下几个方面：(1) 制品的几何形状；(2) 制品的尺寸、公差和设计基准；(3) 制品的技术要求；(4) 制品所用塑料名称、牌号；西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）(5) 制品的表面要求。2、注塑机型号的选定；注塑机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。在选择注塑机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆内间距）、容模量、顶出行式及顶出长度。倘若客户以提供所用注塑机的型号或规格，设计人员必须对其参数进行校核，若满足不了要求，必须做及时的调整。3、型腔数量的确定及型腔排列；模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状（有无侧抽芯）、制品精度、批量以及经济效益来确定。型腔数量主要依据以下因素进行确定：（1） 制品重量与注射机的注射量；（2） 制品的投影面积与注射机的锁模力；（3） 模具外形尺寸与注射机安装模具的有效面积（或注射机拉杆内间距）；（4） 制品精度；（5） 制品有无侧抽芯及处理方法；（6） 制品的生产批量；（7） 经济效益（每一模的生产值）。以上这些因素有时是相互制约的，因此在确定设计方案时，必须进行协调，以保证满足其主要条件。型腔数量确定以后，便进行型腔的排列，即型腔位置的布置。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯（滑块）机构的设计、镶件及型芯的设计以及冷却系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口位置地选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，已达到比较完美的设计。4、分型面的确定；分型面，在一些产品图中已经作具体规定，但在很多的模具设计中要有模具设计人员来定。一般来讲，在平面上的分型面比较容易处理，有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意。其分型面的选择应遵照以下原则：（1） 不影响制品的外观，尤其是对外观有明确要求的制品，更应注意分型面对外观的影响；（2） 有利于保证制品的精度；（3） 有利于模具加工，特别是型腔加工；（4） 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；（5） 有利于制品的脱模，确定在开模时使制品留于动模一边；（6） 便于嵌件的安装。5、侧向分型与抽芯机构的确定；在设计侧向分型与抽芯机构时，应保证其安全可靠，尽量避免与顶出机构发生干扰，否则在模具上应设置先复位机构（详细情况请看下面章节分析）。6、浇注系统的设计；浇注系统的设计包括主流道地选择，分流道截面积形状及尺寸的确定，浇口位置的选择，浇口形状及浇口截面尺寸的确定。当采用点浇口时，为了保证点浇口的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。7、排气系统的设计；排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用，其排气方式有以下几种：（1） 利用排气槽。排气槽一般设在型腔最后被充满的部位。排气槽的深度因塑料不同而异，基本上是以塑料不产生飞边时所允许的最大间隙来确定；（2） 利用型芯、镶件、顶针等配合间隙或专用排气槽塞排气；（3） 有时为了防止制品在顶出是造成真空变形，必须设计进气销；（4） 有时为了防止制品与模具的真空吸附，而设计防真空元件。8、冷却系统和顶出系统的设计；冷却系统的设计是一项比较繁琐地工作，既要考虑冷却效果及冷却的均匀性，又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。制品顶出是注射成型过程最后一个环节，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的顶出机构是不可忽视的。制品的顶出形式归纳起来可以分为机械顶出、液压顶出、气动顶出三大类。9、模架的确定和标准间的选用；模架一般采用标准模架，特殊情况或客户指定要求时，可以对模架的部件形状、尺寸和材料作出更改。标准件包括通用标准件和模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、顶针、顶管、导套、导柱、模具专用弹簧、冷却及加热元件、二次分性机构及精密定位标准组件等。10、绘制装配图；模架及有关内容确定后，便可以绘制装配图纸。在绘制装配如的过程中，对已选定的浇注系统、冷却系统、抽芯机构、顶出系统等做出进一步的协调和完善，从结构上达到比较完美的设计。完整的模图应注意以下几点：模图上应显示注塑机拉杆示意图形状和位置（1） 模图上应标明塑胶产品的塑胶材料及缩水率；（2） 模图上应清楚标明改动标记，在副栏内标明改动标记、日期和日期。11、绘制模具主要零件图；在绘制型腔或型芯图时，必须注意所给定的成型尺寸、公差及脱模斜度是否相互协调，其设计基准是否与制品的设计基准相协调。同时还要考虑型腔、型芯在加工时的工艺性及使用时的力学性能及其可靠性。12、设计图纸的校对；模具设计完后，校对人员应针对客户所提供的有关设计依据及客户所提要求，对模具的总体结构、工作原理、操作的可行性等进行系统的校对。特别应注意以下几点：模架是否适合注塑机（包括模架平面大小及厚度）；根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算厚度是否合适；根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算顶柱的数量和位置是否合适。 3 注塑材料分析、选择与塑件工艺分析3 注塑材料分析、选择与塑件的工艺分析3.1 主要材料分析3.1.1 材料分析塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件的温度和压力下具有可塑性和流动性，可以被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的新型材料。塑料在常温下为固态，又称为玻璃态；加热后变软且有一定的弹性，称为高弹态；在加热到熔化温度（各种塑料的熔化温度不同）成为浆糊状态，叫做粘流态；如果在加热到熔化温度以上（50C60C）就会分解汽化。3.1.2 塑料的成分一般塑料内大合成树脂的质量分数为40%100%；透明塑料的合成树脂为100%，它不允许渗进其他颜色和其他成分；而其他塑料大多数要加入辅助材料，如增塑剂、发泡剂、填充剂（如滑石粉）、稳定剂、润滑剂、着色剂、增强材料（如玻璃纤维）等。加入辅助材料是为了改善塑料的性能、节约昂贵的塑料。正像在水泥中加入石子和沙子一样，水泥石粘合剂，而沙子和石子填充作用。树脂成分为天然树脂和人工合成树脂。天然树脂如：橡胶、树脂油（桐油、蓖麻油等）和树脂油漆（俗称国漆）。橡胶、国漆是在橡胶树或漆树皮上用刀割几道斜口，在斜口下端用容器接住刀口内留下的胶脂，在经过人工提炼而成的。人工合成树脂主要是从石油中提炼出来的多化学元素聚合而成。塑料的主要成分是C,H,N等源自的聚合物，像PA，PC，POM等塑料内含有O原子。他们相对原子质量一般低于，也叫做大分子物质，是将低分子物质经聚合反应而成。像化学肥料那样，送进去的是煤炭、水，输出的是白色的碳酸氢铵一类的化肥。我们知道物质是由分子构成，分子又是有许多原子构成的，在相同体积的情况下，有的密度大，有的密度小。在标准大气压、温度的条件下：水的密度为1.00,铝的密度为。而在常温下塑料的密度大多数为，经过发泡的塑料（如电器产品的防振包装垫）密度只有。当我们用刀切开发泡塑料，就会看到里面有许多小气孔，所以体积很大的发泡塑料重量且很轻。3.1.3 ABS工艺特征ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)ABS物理和化学特性：西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特性；丙烯腈有高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了ABS材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。缩水率为0.5%所有FDM系列产品都提供ABS作为选项，而接近90%的FDM原型都是由这种材料制造的。使用者报告说ABS的原型可以达到注塑ABS成型强度的80%，而它的属性，例如耐热性与抗化学性，也是近似或是相当于注塑成型的工件，其耐热度为93.3，这让ABS成为功能性测试应的广泛使用材料。典型用途：汽车（仪表板、工具船门、车轮盖、反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机、搅拌机、食品加工机、割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆（如高尔夫球手推车、及喷气式雪橇车等）特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。3.2 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为平面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。3.2.1 工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。 塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 注射速度：中高速度注射压力：500-1000bar西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）4 拟订模具的结构形式模具的结构形式是指设计过程中的注射机的确定，浇注系统的形式和浇口位置的选择，成型零件的设计，脱模推出机构的设计，侧向分型与抽芯机构的设计，合模导向机构的设计，温度调节系统的设计及各个零件的设计和装配图设计。4.1确定型腔数量及排列方式当塑料制件的设计已经完成，并选定所用塑料后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。与多型腔模相比，单型腔模具有以下优点：1、塑料制件的形状与尺寸精度始终一致；2、工艺参数易于控制；3、模具结构简单、紧凑，设计制造、维修大为简化。一般来说，精度要求高的小型制品和中大型制品优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型制品（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模2件的结构。4.2模具结构形式的确定4.2.1单型腔单分型面模具制品外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构。 4.2.2多型腔多分型面模具制品外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此结构。该制品外观质量要求较高，分析该制品样品采用的浇口位置、分型面位置、推出机构的痕迹，可知浇口为一般侧浇口，并可初步拟定采用一型腔单分型面的模具结构形式。4.3注塑机型号的确定4.3.1有关制品的计算塑件体积的计算零件塑件的体积:V=35.4cm浇注系统的体积:V2=2.3cm塑件与浇注系统的总体积为:V=35.4*2+2.3=73.1cm塑件质量的计算查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=35.4cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量为：M=V=35.4cm1.05=37.2g4.3.2 按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （4.1）得 (4.2) 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，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； 单个塑件体积或质量，cm或g；根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模2腔4.3.3计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=4.26cm 4.3.4注塑机确定查表文献4、2得选用CJ80NC3型号注射机，其参数如下表4.1：表4.1注塑机的主要参数4.4 分型面的选择设计原则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艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。4.4.1 分型面概述分型面是前模与后模之间的分界面。前后模从这里分开后，前模模面称之为前模分型面，后模面称之为后模分型面；当两个面贴合在一起时变成一条线，这条线就成为前后模之间的分界线，即也是前后模的分型线。前后模从这里分开之后才能取出产品。因此合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。分型面的类型主要有以下几种：（1） 产品塑胶都在前模（在PL面以前）。大多数机壳，类如计算机显示器外壳，显示器底座。（2） 分型面在塑胶中间。如薄型平板件、圆筒外形、圆球形件。（3） 分型面在投影最大处、在R与直线相交获相切处。如产品口部需要圆角的。（4） 分型面是曲线的。如滑槽，计算机鼠标外壳也是曲面。在设计此模具时将两曲面与中心线对称，使铭牌的两斜面背靠背，这样做可以使合模时在分型面上产生的侧向分力互相抵消，前后模之间就不会产生位移。（5） 使塑件在开模后留在动模上。（6） 浇注系统，特别是浇口能合理的安排。4.4.3 分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。4.4.4 分型面的选择设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：(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(4) 满足塑件的外观质量要求(5) 便于模具制造加工(6) 注意对在型面积的影响(7) 对排气效果(8) 对侧抽芯的影响 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面,其分型面如图4.1。图4.1分型面示意图4.5 浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。4.5.1 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道根据选用型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm； 喷嘴前端球面半径：R0=10mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 取主流道球面半径：R=11mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26，此处选用2，经换算得主流道大端直径为8.1MM。主流道如下图4.2图4.2 主流道示意图4.5.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4.2所示。表4.2流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径mm塑料名称分流道断面直径 mmABS，AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为8mm。分流道选用圆形截面：直径D=8mm,流道表面粗糙度 。分流道如下图4.3 图4.3 分流道示意图4.5.3浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口） 该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。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。浇口设计如图4.4图4.4 浇口示意图4.5.4 冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。如下图4.5：图4.5 冷料穴示意图4.6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面（1）零件的制造公差；（2）设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动；（3）模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下： 1 制造误差：z=ai=a(0.45 +0.001D) 其中，D 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z 成型零件的制造公差值； i 公差单位； a 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。 2成型收缩率波动影响 其中， 塑件成型收缩率； 模具成型尺寸； 塑件对应尺寸。3 型腔磨损对尺寸的影响 为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此外，还应考虑塑料对钢材的磨损情况；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，中小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6（常取0.020.05mm），而对于大的模具则应取1/6以下。但实际上对于ABS塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型塑件来说，成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸4.6.1型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率:=（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径:=89.95mm型腔深度：=67.33mm型芯外径：=85.93mm型芯深度： =65.32mm型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）； -塑件孔深基本尺寸（mm）；4.6.2侧抽机构设计抽芯距的确定与抽拔力的计算 抽芯距的计算公式如下： （4.3）式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑块内径，mm。 S=19.05+2.95=22mm斜导柱分型抽芯机构的设计斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助开模力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。其结构如图6.2.1所示，瓣合模滑块装在T型导滑槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。图4.6 斜导柱分型抽芯机构示意图斜导柱 斜导柱的斜角一般为1520，最大不得超过25，本设计采用15，斜导柱的尺寸如图6.3所示，材料采用优质钢材T8A，淬火硬度HRC5560。斜导柱的长度计算当滑块抽出的方向与开模方向垂直（图8.6所示）斜导柱的长度计算公式如下： （4.4） 式中 L斜导柱的总长度，mm； D大端的直径，mm； S抽拔距，mm； d导滑段的直径，mm； h固定模板厚度，mm； 斜导柱的倾斜度，15。 L=124mm4.6.3 模架的选择目前，我国已经有较多模架专业制造厂，并多是按照GB/T 12556.1-1990，GB/T 12555，1-1990模架系列标准制造。在模具设计时，设计人员应尽量采用这些标准模架，以便于缩短生产时间。然后根据塑件的尺寸、形状、型腔的布置、冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所提供的生产目录，来选择合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件。该设计采用龙记标准模架，型号为：AI-2527-A60-B80-C105。图4.7 模架模型图4.7 导向机构的设计塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设24对互相配合的导向柱和导向孔，导柱设在动模边或在定模边均可，但一般设在主芯型周围。1导向作用动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少68mm。这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。2定位作用在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度，例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均