风机盖(注塑模)-毕业设计说明书

目录摘 要I第一章文献综述11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2 各种模具的分类和占有量21.3 我国模具工业的现状2第二章塑件工艺分析42.1塑件材质工艺性42.2 工艺方案分析比较及选择52.3 成型工艺参数的确定62.4塑件结构工艺性82.5塑件工艺性分析9第三章设备的初步选择103.1 初选设备10第四章确定模具结构124.1分型面及型腔的确定124.2 确定型腔的数量及排列方式13第五章浇注系统的结构与设计145.1流动过程145.2 浇注系统的作用、分类和组成155.3 浇注系统的设计原则165.4主流道设计175.5 浇口套衬套设计19第六章脱模机构与导向机构的设计206.1 脱模机构的设计原则206.2 脱模机构的设计要求206.3 脱模机构的选用206.4 导向机构的设计22第七章冷却系统与排气系统设计257.1 冷却系统设计257.2 排气系统的设计25第八章模具参数计算及校核268.1成型零件的工作尺寸计算268.2 模具总体尺寸及模架的确定308.3模具装配示意图318.4模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核32第九章模具材料的选用339.1 模具材料选用原则339.2 注塑模具常用材料339.3模具成型零件（型腔、型芯）的选材349.4 模板零件的选材359.5 浇注系统零件的选材359.6 导向零件的选材359.7 侧向分型与抽芯机构的选材359.8 推出机构零件的选材359.9 该套模具所用材料36第十章试模3710.1 模具合格的条件37参考文献39致 谢40附 录41英文原文4151风机盖注射成型模具设计摘要：本文介绍了一种三板式点浇口结构模具的设计过程，其特点是用顶出杆来保证塑件顺利脱出，用四根复位杆来保证顶出杆精确回位，其中的四根复位杆也起一定的脱模作用；另外本模具由于采用了点浇口，所以，要进行二次脱模，采用弹簧拉杆机构，进行顺序分型，二次脱模，该模具的设计对类似的注塑模具设计具有较好的指导意义。关键词：点浇口；二次脱模；顶出杆；复位杆；顺序分型；Design of Injection mold for the Bearing FrameBiao Ou(Xingxiang. Xiangtan University. .Hunan Province.P.R.China.)Abstract: This paper introduces a kind of three point plate structure of mould design process, its characteristic is to use the pole to ensure smooth, plastic with four pillars to ensure the reset stem rod precise return, one of the four pillars reset stem demoulding also plays a role, In addition, our mould with a runner, so, want to undertake second stripping tension, spring, sequential quadratic model, the mould design and stripping of similar injection mould design has good significanceKeywords: a three-plate；gate structure； tying sequencedly；tensioning the distance第一章 文献综述1.1 模具工业在国民经济中的地位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。 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。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。1.3 我国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50（中国台湾：40），塑料模具约占33（中国台湾：48），压铸模具约占6（中国台湾：5），其他各类模具约占11（中国台湾：7）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（19611981），成长期（19811991），成熟期（19912001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员，。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。第二章 塑件工艺分析2.1塑件材质工艺性此风机盖是采用PP(聚丙烯)注塑成的。查相关手册可知如下：2.1.1基本特性聚丙烯，英文名称:Polypropylene，简称:PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯（atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。2.2 工艺方案分析比较及选择塑料加工的基本方法大致可以分为七大类：压塑成形、传递成形、注塑成形、挤出成形、吹塑成形、热成形、铸塑成形。根据成形加工方法的不同，可以采用多种方法生产制品。下面对三种主要的加工方案做个分析比较。2.2.1方案一：采用压塑成形压塑成形是塑料在一定型腔中，通过加压且通常需要加热的成形方法。热固性塑料和热塑性塑料都可以用压塑成形，但主要用于热固性塑料。压塑成形的主要优点是： 用的设备和模具比较简单； 适用于流动性较差的塑料； 可模压较大和较厚的制品； 制件收缩率小； 各向性能比较均匀。压塑成形的主要缺点是： 生产周期长、效率低； 劳动强度大，尤其是移动式模具； 制品常有较厚的溢边，不能模压要求尺寸精度准确性较高的制品。 2.2.2方案二：采用传递成形传递成形是将一定量的塑料压塑粉或料坯放到料室中加热熔融，然后用柱塞（或称压柱）对加料室内塑料熔体加压将料块快速压入已闭合的热型腔内，当熔体充满型腔后，再经适当保压和固化，即可取出制品。热固性塑料和热塑性塑料都可以采用传递成形方法成形制品。2.2.3方案三：采用注射成形注射成形是将粉状塑料从注射机料斗送入已加热的料筒，经加热熔融后，受柱塞或螺杆的推动，熔融塑料通过料筒前端的喷嘴快速注入闭合塑模中，经冷却（热塑性塑料）定型或加热（热固性塑料）定型后，开启模具取出制品。几乎所有的热塑性塑料和部分热固性塑料都可以用注射成形。制品原料为PS塑料，属于热塑性塑料。采用方案一成形制品时，由于热塑性塑料模压时模具需要交替加热与冷却，生产周期长，效率低，不适合于大批量生产制品。采用方案二成形制品时由于热塑性塑料的固化时间长，生产周期长，也不适应生产该制品。与前面两种成形方法相比，注射成形具有成形周期短，能一次成形外形复杂、尺寸精确的制品，生产效率高，易于自动化；注塑机为单机操作，更换原料及模具均很方便，是一种经济高效的成形方法。由此可见，方案三是成形制品的最好方案。2.3 成型工艺参数的确定2.3.1 成型原理如图1所示：图 1 2.3.2 成型过程(1)、成型前的准备对原料外观的检测和工艺性能的测定；物料的预热和干燥；嵌件的预热；料筒的清洗；脱模剂的选用。(2)、注射成型过程 包括加料、加压、注射、保压、冷却定型、脱模等工序。(3)、塑料的后处理 退火处理。2.3.3主要用途聚丙烯：无毒、无味，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、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。2.3.4成型特点1.结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。2.流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔.凹痕，变形。3.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50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。4.塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。2.3.5聚氯乙烯的注塑模工艺条件 注塑模工艺条件：注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：PP的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。模具温度：模具温度50-90，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。2.4塑件结构工艺性塑料密封头见图2，整体尺寸705336mm，表面精度要求不高，尺寸精度要求不高。根据塑件的用途，工作环境，对塑件图上制品形状，尺寸精度，表面粗糙度等要求进行综合性分析，可知该塑件的工艺性较好，比较容易注射成型。 技术要求1.未注圆角半径R1。 2.塑料未注公差按MT6级。 3.按大批量生产设计模具。4.塑件材料PP。图2. 塑件图2.5塑件工艺性分析1、该塑件尺寸不大且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用点浇口单分型面型腔注射模可以保证其表面精度。2、注塑成型制品的生产纲领属大批量生产，对于大批量生产，由于模具价格在整个生产费中所占的比较小，生产率和模具寿命比较突出，因此可考虑使用自动化程度较高的复杂模具结构，以及对成型零部件采用较好的模具材料。3、大批量，选择一模一件。第三章 设备的初步选择3.1 初选设备通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯： 模具尺寸(宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等； 使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）； 注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等； 成型要求，如品质条件、生产速度等。 在获得以上资讯后，即可按照下列步骤来选择合适的射出机： 3.1.1由产品及塑料决定机种及系列 由于射出机有非常多的种类，因此一开始要先正确判断此产品应由哪一种注塑机，或是哪一个系列来生产，例如是一般热塑性塑胶或电木原料或PET原料等，是单色、双色、多色、夹层或混色等。此外，某些产品需要高稳定（闭回路）、高精密、超高射速、高射压或快速生产（多回路）等条件，也必须选择合适的系列来生产。 3.1.2由模具尺寸判定模具大小是否合适 模具的宽度及高度需小于或至少有一边小于大柱内距； 模具的宽度及高度最好在模盘尺寸范围内； 模具的厚度需介于注塑机的模厚之间； 模具的宽度及高度需符合该注塑机建议的最小模具尺寸，太小也不行。 3.1.3由模具及成品判定“开模行程”及“托模行程”是否利于取件 开模行程至少需大于成品在开关模方向的高度的两倍以上，且需含竖浇道的长度； 托模行程需足够将成品顶出。 3.1.4由产品及塑料决定“锁模力”吨数 当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。锁模力需求的计算如下： 由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积； 撑模力量成品在开模方向投影面积(cm)模穴数模内压力(kg/cm); 模内压力随原料而不同, 一般原料取350400kg/cm; 机器锁模力需大于撑模力量，且为了保险起见，机器锁模力通常需大于撑模力量的1.17倍以上。 本塑料件注射量：本模具使用一模一件，故塑件总体积为(5040-23.1444)3+(16+50)/2603+(40+30)/2523+3.14(88-55)30=20772 mm。考虑浇流道的废料，所需的注射量为20772/70%=29674 mm=29.674 cm。初步计算撑模力： P*A/1000 p:模具内压力（kgf） A:产品投影面积（cm）成品在开关模方向的投影面积(cm)模穴数模内压力(kg/cm);19.8 cm2380 kg/cm=15048 kg撑模力为：10=150.48KN 根据计算及原材料的注塑成型工艺参数，初选注射机型号，选择的注塑机的注塑压力必须大于成型制品所需的注射压力，注射机额定注射量必须大于塑件注射量，锁模力必须大于撑模力，综上初选型号为XSZ60，其各项参数如图表3所示： 表2. XSZ60型注射机参数型号SZ 60/450最大注射容量78cm注射压力122Mpa锁模力500kN最大注射面积130cm最大模具厚度300cm最小模具厚度100mm喷嘴圆弧半径SR20mm喷嘴孔半径R2mm中心顶出孔半径R25mm模板开模行程220mm拉杆空间（长宽）螺杆直径38mm模板尺寸机器外形尺寸 图3第四章 确定模具结构4.1分型面及型腔的确定4.1.1分型面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，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 （2）使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。 2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。（3）使塑件外形美观，容易清理 尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会留有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应避免设在塑件光滑表面上。（4）尽量避免侧向抽芯塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用.（5）使分型面容易加工分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。（6）使侧向抽芯尽量短 抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度 。（7）有利于排气对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。4.2 确定型腔的数量及排列方式4.2.1型腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模，但其型腔数量与注塑机的塑化能力，最大注塑量以及合模力等参数有关，此外还受制品的精度和生产的经济性等因素影响。在确定型腔数时应考虑以下问题：1）长期大批量生产适于采用多型腔结构2）制品较小时适于采用多型腔结构3）供货日期集中，量大，适于采用多型腔结构4）制品批量小，不集中，宜采用单腔结构5）制品复杂或精度高，多腔一致性差，制造困难，故适宜单腔结构由上述参数和因素，选定模具为一模一腔。第五章浇注系统的结构与设计5.1流动过程当熔融塑料通过浇注系统流入模具的型腔时，其流动过程大致如下：塑料首先进入主流道，而后进入分流道，最后通过浇口进入型腔。注塑模在注塑过程中，当温度较高的熔融塑料接触到温度较低的模具流道时，由于塑料快速冷却，在模具热流道的表面形成一个冷凝层。因为热塑性材料的热传导率较低，冷凝层对芯部的塑料会起到保温作用。所以此时流道中心的塑料依然呈熔融状态图 4对于冷凝层薄的流道来说，单位时间内流入型腔的塑料体积大于冷凝层厚的流道。这就是为什么高压、高速注塑容易将型腔填充饱满的主要原因之一。以上原理如图3所示：图55.2 浇注系统的作用、分类和组成 1浇注系统的作用与分类浇注系统的作用是使塑料熔体平稳且有顺序地填充到型腔中，并在填充和凝固过程中把压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑料制件。2浇注系统的组成图2. 塑件图图2. 塑件图 浇注系统一般是由主流道、分流道、浇口和冷料井四个部分组成。 （1）主流道 由注塑机喷咀与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道，是熔融塑料进入模具时最先经过的部位。（2）分流道 主流道与浇口之间的一段流道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段，能使塑料的流向得到平稳的转换。对多腔模分流道还起着向各型腔分配塑料的作用。（3）浇口 是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是最短小的部分。它的作用有三点： （a）使分流道输送来的熔融塑料在进入型腔时产生加速度，从而能迅速充满型腔； （b）成型后浇口处塑料首先冷凝，以封闭型腔，防止塑料产生倒流，避免型腔压力下降过快，以致在塑件上出现缩孔和凹陷； （c）成型后，便于使浇注系统凝料与塑件分离。（）冷料井其作用是贮存两次注塑间隔中产生的冷料头，以防止冷料头进入型腔造成塑件熔接不牢，影响塑件质量，甚至发生冷料头堵塞住浇口，而造成成型不满。冷料井一般设在主流道末端，当分流道较长时，在它的末端也应开设冷料穴。 5.3 浇注系统的设计原则 1 排气良好 能顺利地引导熔融塑料填充到型腔的各个深度，不产生涡流和紊流，并能使型腔内的气体顺利排出。 2 流程短 在满足成型和排气良好的前提下，要选取短的流程来充填型腔，且应尽量减少弯折，以降低压力损失，缩短填充时间。 3 防止型芯和嵌件变形 应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，防止型芯弯曲变形或嵌件移位。 4 整修方便 浇口位置和形式应结合塑件形状考虑，做到整修方便并无损塑件的外观和使用。 5 防止塑件翘曲变形 在流程较长或需开设两个以上浇口时更应注意这一点。 6 合理设计冷料井或溢料槽 因为它可影响塑件质量。 7 浇注系统的断面积和长度 除满足以上各点外，浇注系统的断面积和长度应尽量取小值，以减少浇注系统占用的塑料量，从而减少回收料。综上所述，本模具是一模一腔且采用点浇口，所以只用设计主流道。5.4主流道设计 主流道指喷嘴口起折分流道入口处止的一段，与喷嘴在一轴线上，料流方向不改变。 1、便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角 =2 4粗糙度Ra0.63 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半经。 2、主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 3、衬套大端高出定模端面 510mm ，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 4、主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住 。 5、直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。 主流道衬套设计见下图6，主流道衬套的设计，主流衬套取T8A热处理淬火硬取55HRC。浇口套及其固定形式如图所示,浇口套预定模固定板的连接形式为螺钉连接。配合为h7/m6。图6. 浇口套5.5 浇口套衬套设计 点浇口：又称针状浇口，用于流动性较好的塑料PZ，PP，ABS，PS及尼龙类。优点：（1）因浇口截面积小（d=0.51.8mm），熔料通过时有很高的剪切速率和磨擦，产生热量，提高熔料温度，降低黏度，利于流动使塑件外形清晰，表面光洁。（2）浇口开模时即被拉断，呈不明显圆点痕，故点浇口可开在塑件任何位置而不影响外观。（3）一般开在塑件顶部，注射流程短，拐角小，排气好，易于成型。（4）应用广泛，适用于外观要求较高的壳类或盒类塑件的单腔模、多腔模等各种模具。采用点浇口时应注意的问题：(1) 因直径小，注射压力损失大，引起的收缩率大，浇口附近会产生较大的内应力而引起翘曲、变形等缺陷，故应尽量缩短浇口长度。(2) 为清除浇注凝料，须采用三板式模具结构，图4-19三板式点浇口自动脱落模。(3) 不宜成型平薄塑件及不允许有变形的塑件。成型制品时若采用单个点浇口则因流程长，而导致熔接处料温过低，熔接不牢，形成明显熔接痕，影响塑件外观和强度。同时因料温差异大面引起塑件扭曲变形，故采用多点进料形式，图4-20。(4) 浇口附近熔料流速很高，造成分子高度定向，增加局部应力，壁薄塑件易发生开裂，在不影响制品使用性能前提下，局部加大浇口对面塑件壁厚并使之呈圆弧过渡。 本模具设计的浇口套衬套如下图5所示图7 浇口套衬套第六章 脱模机构与导向机构的设计6.1 脱模机构的设计原则注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构，也可称为顶出机构或推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。推出机构的设计原则：（1）尽量使塑件留在动模上。（2）使制品在推出过程中不变形不损坏。（3）推出动作可靠，更换推出零件容易。（4）使脱模后的制品有良好的外观。6.2 脱模机构的设计要求脱模机构设计的基本要求：（1）运动灵活顺畅，具有足够的强度、刚度。工作稳定可靠。容易制造和装配，更换方便。（2）接触塑料件的配合间隙无溢料现象。（3）对塑料件的顶推力分布均匀合理。对塑料件的外观无明显损坏，不会引起塑料件变形或使塑料件破裂。（4）有利于将塑料件和流道凝料带向动模一侧。（5）复位要可靠。脱模机构的动力来源，对于简单模具，可以用人工完成，但它只用于形状简单、生产量很小的小型塑料件，或在没有脱模机构的定模一侧脱下塑料件。最普遍采用的是机动脱模机构，即通过动、定模分开时动模的运动，借助注射机的顶出元件（机械推杆或顶出油缸），推出模具内设置的脱模机构使塑料件从型腔内或型芯上脱出。机动脱模机构设计是注塑模设计中主要任务之一。6.3 脱模机构的选用本塑件是一个塑料管，当充型完毕后，塑料随着温度的降低，开始收缩，紧紧地包住型芯，此时，需要有力对它作用，才能使它顺利脱模，考虑本塑件是壁高与壁厚之比值比较大，且表面精度要求较高，易发生变形。因此，在塑件顶面和侧壁下面适当布置顶出机构，使各个部分均匀受力。顶出机构的类型很多，按动力来源可以分为手动、机动、液压、气压等四种脱模机构；按模具结构形式又可分为一次脱模、双脱模、顺序脱模、二次脱模、浇注系统凝料脱模和带螺纹塑件脱模等。本次设计中脱模机构的动力来源可以选择机动脱模机构，利用注塑机往复运动所产生的力，对塑件进行脱模，这种脱模方式效率比较高，成本较低，故为广泛使用。而手动虽然成本不高，但是效率比较低，在一般情况下，模具都是应用于高速生产，比较讲究效率，通常情况下，很少使用。而液压和气压的脱模，在一定程度上，增加了安装与调试时间，降低生产效率，另一方面提高了生产成本，所以只有在机动脱模机构很难脱模或无法脱模的情况下，可以考虑液压和气压脱模。从模具结构选择脱模方式时应尽量越简单越好，而有些特定产品就要按特定的脱模方式进行脱模，如螺纹塑件脱模机构等。根据本塑件成型情况，可以选择二次脱模。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、推出效果好等特点。由于有些顶出机构设在塑件壁厚的下面，需尺寸较小的顶出机构推出，故推杆是比较合适的顶出机构。6.3.1 推杆的选用推杆的机构形式也有很多，有普通推杆、锥面推杆、盘状推杆。下图为普通推杆的两种形式。图 8 推杆图6（a）的结构为圆柱头推杆，应用最广，是最普通的形式，用在对推杆无特殊要求的场合，这种推杆一般直径为632mm，长度为100630mm。图6（b）的形式是带肩推杆，推杆靠近安装凸肩一端的直径较大，而顶推塑料件一端工作段直径较小，当模具结构允许的推杆顶推面很有限，又必须使推杆较长时，为了增加推杆工作时的稳定性，将推杆靠近安装一端直径增大。有时推杆靠近安装凸肩一端直径较小，而顶推塑料件一端的工作段直径增大，这种推杆用在要求增加顶推面的场合，例如壁较薄的塑料件，特别是脆性塑料件，增加顶推面可减小塑料件单位面积承受的顶推力，防止变形和推裂。本设计的塑料件采用的是图6（a）的形式推杆。6.3.2推杆的设计要求（1）在保证顺利脱模的前提下，力求减少推杆的数量，以保证推件时的协调，以减小塑料件表面的影响。（2）布置推杆时，要考虑脱模阻力的平衡，保证在推出时受力均匀，推出平稳，不变形。（3）推杆固定端与推杆固定板径向应留的间隙，避免在多推杆的情况下，由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。6.3.3推杆的安装方法推杆在固定板上的固定方法有很多，本设计采用的是最常采用的形式，即将推杆凸肩压在固定板的沉孔和推板之间，用螺钉紧固，凸肩高度与对应沉孔的深度留有余量，在装配后将它们与固定板一起磨去余量，来保证高度一致，避免在高度方向来回窜动。6.3.4 推杆的选材推杆的常用材料有钢、或碳素工具钢，推杆头部需淬火处理，硬度在50HRC以上，表面粗糙度在。6.4 导向机构的设计设计导柱、导套时的注意事项如下：（1）尽量选用（或参考）标准模架，因为标准模架导柱、导套的设计与制作的有依据的，并经过实践考验过的（2）合理布置导柱的位置，一副模具中最少用2根导柱，模板外形尺寸大的模具，最多可用4根导柱。为了使模具在使用、维修时拆装过程不会发生动、定模错方向，导柱的布置可采取等直径不对称布置或采取不等直径对称布置。（3）导柱长度尺寸应能保证位于动、定模两侧的型腔和型芯开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱的直径。（4）导柱配合部分采用H7/f6，固定配合部分采用H7/m6；导套固定配合采用H7/m6，配合长度为配合直径的1.52倍。其余部分可扩孔，减小摩擦或降低加工难度。6.4.1 导柱的设计导柱可以安装在动模一侧，也可以安装在定模一侧。本设计安装在定模一侧。导柱的布置方式导柱应均匀分布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，常取导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5倍，以保证模具强度。导柱的尺寸长度导柱的长度应比型芯端面的高度高出812，以免出现导柱未导正方向而型腔进入凹模时与凹模相碰撞而损坏。导柱材料的选用导柱应具有足够的耐用磨度和强度，常采用钢经渗碳淬火处理，硬度为，导柱和导套配合部分表面粗糙度为0.8，固定部分的表面粗糙度为1.6。导柱的形状为了使导柱能顺利进入导套，导柱端部应作成锥台形或半球形。导柱的基本结构形式有两种，一种是除了安装部分的凸肩外其余部分直径相同，称为带头导柱。另一种是除安装部分的凸肩外安装用的配合部分直径比外伸工作部分直径大，称为带肩导柱。本设计采用带头导柱，其结构如下图10所示：图 9 导柱6.5.2 导套的设计导向孔可带导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论是带导套还是不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔（盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合）带导套的模具应采用阶带肩导柱。导套的形状导套的结构形式也有两种，一种是带有轴向定位台阶，称为带头导套；另一种是不带轴向定位台阶，称为直导套。本设计采用的是带头导套，结构如下图11所示：图 10 导套导套的尺寸导套的壁厚一般为，由内孔大小来决定，导套孔工作部分的长度取决于含导套的模板厚度，一般是孔径的倍。导套的前端应倒角，倒角半径为。导套的安装方法带头导套安装需要垫板，装入模板后加盖垫板即可。直导套用于模板后面不带垫板的结构，为防止在使用时被拔出，可采用如下几种方法固定：（1）导套外圆柱加工出凹槽，用螺钉固定；（2）导套外圆柱面局部磨出一小平面，用螺钉固定；（3）导套侧向开一小孔，用螺钉固定；（4）采用铆接的方法。第七章 冷却系统与排气系统设计7.1 冷却系统设计由于制品平均壁厚为1.5mm左右，制品尺寸较大,确定水孔的直径为8mm。由于却水道的位置、结构形式、表面状况、水的流速、模具的材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构来确定冷水水路，通过调节水温、水速来满足要求。7.2 排气系统的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气，除此之外，塑料熔体会产生微量的分解气体，这些气体必须及时排出，否则，被压缩的气体会产生高温，会引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良而引起强度下降，甚至充填不满等。一般有以下几种排气方式：（1）排气槽排气对于大中型塑件的模具，通常在分型面上的凹模一边开设排气槽，排气槽的位置以处于熔体流动末端好，（2）分型面排气对于小型模具可利用分型面间隙排气，但分型面必须位于熔体流动末端。（3）利用型心、顶杆、镶拼件等的间隙排气本塑件为小型塑件，且不须采用特殊的高速注射，故利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。第八章 模具参数计算及校核8.1成型零件的工作尺寸计算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