电视遥控器注塑模设计

毕业设计（论文）题 目： 电视遥控器底座的注塑模设计 2014年还有UG和CAD图QQ:摘要本设计主要介绍的是电视遥控器底座的注塑模设计，通过对产品的分析，用UG软件建模出三维图。分析产品的结构和生产的批量，确定该模具为一模两腔生产;为了保证塑件外观要求，本套模具采用潜伏式浇口;为了便于模具的加工,将凹模和凸模内的部分结构做成镶件的形式。在设计时，为了保证模具符合实际生产的要求,还对模具的型腔壁厚进行了校核。同时还对模具注射机的选择、塑件分型面的设计、浇注系统的设计、成型零部件工作尺寸的计算、结构零部件与冷却系统都做了详细设计。关键词：模具设计；塑料模具；电视遥控器；镶件AbstractThis design is mainly introduced the base of the TV remote control to injection mold design, through to analysis of the products, using UG software modeling the three-dimensional figure. Analysis of product structure and production batch, determine the mold for production, one module of two cavities. In order to ensure parts surface requirement that this set of mold adopts the latent type gate. To facilitate the mold processing, will be part of the structure of die and punch into the form of the insert. When the design, in order to guarantee the mould accord with the requirement of practical production, but also to the mold cavity wall thickness on the check . As well as the selection of mold injection machine, plastic pieces of the parting surface design, the design of gating system, molding parts working size calculation, structure parts and cooling system are made a detailed design.Keywords: mold design；plastic mold,；the TV remote；mold insert目录1 绪论11.1 模具工业概况11.2 我国塑料模具工业的发展状况以及存在的问题21.3 塑料模具的发展趋势32 塑件分析52.1 产品零件图52.2 塑件的原材料分析52.3 塑件的工艺性分析72.3.1 塑件的尺寸精度72.3.2 塑件的表面质量分析72.3.3 塑件的结构工艺性分析73 注射模具与注射机的关系83.1 模具型腔数量的确定83.2 注射机有关参数的校核83.2.1 塑件制品的体积和质量计算93.2.2 注射机的确定93.2.3 型腔数量校核104 分型面的选择与浇注系统设计124.1 塑件的最佳浇口分析124.2 塑料制件在模具中的位置124.2.1 分型面的设计134.2.2 排气设计164.3 浇注系统设计184.3.1 浇注系统的组成及设计原则184.3.2 主流道的设计194.3.3 分流道设计204.3.4 浇口的设计214.3.5 冷料穴和拉料杆的设计225 成型零部件的设计245.1 成型零部件的设计245.2 成型零部件的工作尺寸计算245.2.1 型腔和型芯径向尺寸的计算255.2.2 型腔深度和型芯高度尺寸计算275.2.3 中心距尺寸计算295.2.4 模具型腔侧壁和底板厚度计算296 结构零部件的设计316.1 模架的选用316.2 支承零部件设计326.2.1 固定板、支承板326.2.2 垫块326.2.3 动定模座板326.3 合模导向机构设计326.3.1 导向机构的作用326.3.2 导向机构的设计原则336.3.3 导柱导向机构337 推出机构的设计357.1 推出机构的选用原则357.2 确定推出机构的形式357.3 复位机构的设计368 模具温度调节系统设计378.1 冷却系统的计算379 注射机有关参数的校核409.1 开模行程的校核409.2 模具厚度校核40总结41致谢42参考文献43IV1 绪论1.1 模具工业概况模具是工业生产中应用极为广泛的基础工艺装备,在现代化工业生产中模具工业它具有总要的地位和作用。模具工业现已成为机械工业中重要的组成部分,大多数新产品的开发都会涉及到模具的研发和制造,而模具的研发往往是新产品开发中最为关键的环节,它不仅关系到产品的质量,还关系到新产品的制造成本问题。现在很多企业都采用模具成型来制造自己的产品，因为通过模具成型的方法不仅可以节约原材料，还可以缩短产品的生产周期，降低产品的生产成本，还能实现大批量生产，这样才能抓住市场机遇让企业更具有竞争力。模具技术的进步是模具工业发展的关键，一个国家的模具技术水平高低现已经成为衡量它的工业制造水平中尤为重要标志之一，世界上大多数工业比较发达的国家他们都对模具技术的开发都非常重视，大力发展和积极创新模具工业，并且努力学习国外的先进技术，和积极引进国外的先进设备，从而更好的提高我们的模具制造水平，这样才能更加接近国际先进水平，才能在经济全球化的进程中占据有利的市场，才能获得更好的经济效益。模具工业的重要性从机械工业对国民经济的重要性中就可以看出，制造业是社会发展的基础，它对经济的稳定有重要的作用。近年来，我国模具工业迎来了较好的发展趋势，已经能够满足国内企业对一些中低档的模具需求。并且国内一些企业实力较强、技术较好的企业已经开始对国外一些发达国家出口模具，现如今模具工业已经逐渐发展成为我们国家经济的基础工业。我们国家的模具工业虽然在过去的十几年中得到了较好的发展，但还有一些方面与国外相比还存在差距。国内的模具制造水平还是处在较为落后的阶段，国外一些发达国家工业发达且经历的时间久和他们相比我们还有很多不足的地方，比如： 1、标准化程度低。模具标准化程度提高有助于缩短模具的生产周期，在模具使用过程中如现损坏时就可以通过更换标准件来进行维修这样即快速又有效，不会让机器处于停工状态。2、模具在制造过程中误差较大，制造时间长。国外的工厂在生产产品的各个工序中都有以之相配套的精密设备，比如坐标磨床、坐标镗床、多轴联动机床和电火花机床。国内的模具厂基本上都还是一些老旧的设备，它的加工精度往往都不高，而与之配套的精密设备都比较少，制作模具也一般都采用老工艺，这样就导致了国内的模具精度比国外的模具精度低一到两个等级，生产周期也比国外的长。3、模具品种少、效率低。最主要的是缺少一些形状复杂、难度高和寿命较长的模具。国外模具行业的发展方向是保证模具精度的同时提高模具的生产效率。4、模具寿命短、材料利用率低。国外都采用了一些新的技术从而增加了模具的使用时间。而国内由于技术水平的限制模具钢的品种不多，且采用常规的加工和处理方法，这样不仅浪费了材料并且模具的质量也不高。5、企业的技术水平低、管理不科学。企业中技术人员占总人数的比例较低，而国外在这一行业中的高技术人才较多，对企业进行科学管理同时研发能力也比较强。以上这些因素导致了我国的模具技术水平与国外相比还处于较落后状态，据预测，未来亚洲将是经济最具有活力的地区之一，因此要努力提高自己的技术水平，也要敢于创新，因为只有创新才能提高我们的竞争力，才能在未来的大机遇和大挑战面前更有把握。1.2 我国塑料模具工业的发展状况以及存在的问题我国的塑料模具在近几年来有了很大的发展，一些大型的模具制造企业生产出的产品能与国外先进企业相媲美。但是国内一些技术和经济实力都不怎么雄厚的小型企业来说，它们的模具生产水平还是较低，还是运用老旧的工艺装备，生产出的模具精度不高。其中一些精度要求高、形状复杂和寿命较高的中高端模具仍然还是需要进口，虽然现在塑料模具的总体趋势是供不应求，但是在一些较为抵挡的塑料模具中却往往是供过于求。在改革开放以来，我国的模具工业受到了很大的挑战，但从中也学会了很多外国经验来提高了自身的技术水平。我国将逐渐成为全球制造业的重心，很多国外的企业家纷纷来到中国投资办厂，他们大多数是看到了我们这里相对低廉的劳动力，从而给他们生产出来的产品给以降低成本来提高它的竞争力。在这种情况下，一方面给我国的本土企业带来了不小的挑战，但在另一方面来说，他为我们培养出专业人才起到了推动作用，也可以学习他先进的生产管理经验和先进的技术，从而更好的提高自身的技术水平来和世界接轨。鉴于我国的模具制品处于低端行列，价格实惠对顾客吸引力较大，这样就让国内的产品在国际上有较强的竞争力国内模具领域里存在的问题:(1)我国的模具企业发展很不平衡，虽然有些企业的技术水平与国际先进水平相接近，大多数企业的技术水平都还比较落后，制造出来的模具精度不高、模具的寿命也不长，生产出来的塑件制品也就质量不高，表面粗糙度不够，生产周期也比较长，这和国外先进水平相比还有一定的差距。（2）工艺装备比较落后，企业管理和协调能力较差。一些企业经过自己的不断努力提升自己的技术水平，工艺装备水平已经有了很大的提高，有些大型企业的装备水平已经和国外的先进水平不相上下，但在总体上，国内的很多工厂还是工艺装备落后。更主要的是，企业的管理和协调能力都较差，没有通过科学的方法进行管理和指导生产，也没有整合社会资源为自己所用。（3）很大一部分企业的研究和创新能力不足。一方面是，很多企业都不是很重视新产品的研发，因为研发成本很高，时间很长，并且他们只顾着眼前利益。另一方面，企业中技术人员较少，工人技术水平不高，生产设备老旧。1.3 塑料模具的发展趋势在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、较为合理的加工工艺和现代化的制造设备等是生产出高质量塑件的重要条件1。经过近几年的发展，塑料模具的开发、生产管理和技术的创新等方面都有一些新的发展趋势：（1）随着模具企业员工技术和知识水平的提高，他们在设计一些产品时将会考虑的更深一些，在运用一些高科技设备方面也会变的更多，生产设备本身的精度等级和自动化程度都较高，减少了人工操作，降低了人为操作造成的误差。这种高新技术的运用，将进一步提高模具的标准化程度，降低模具的生产周期，提高产品的质量。（2）CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造中的应用CAD技术使模具设计“软件化”和模具制造“数控化”在模具企业中得到实现，CAD技术数的出现可以看成是模具生产的一次革命，是模具工业的一个很大的进步，引用模具CAD系统后，可以借助计算机来帮我们完成模具设计中的各个步骤，这样就减轻了设计人员的工作，很大程度上提高了工作效率，设计人员还可以通过计算机把想象中的产品表示出来，这一新技术是可以改变以往的模具设计方式，模具CAD/CAM技术的快速发展给模具行业提供了强大的技术支持，它为企业的产品开发、设计和制造都带来跨越式的发展，它已成为当今企业信息化、网络化、集成化的最优选择。(3)发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面技术在设计和制造模具时，一个关键步骤就是选用合适的材料去制造模具，模具材料的选用是否合理将直接关系到模具的使用寿命。同时也会让模具磨损加快，影响产品的质量。真空热处理已经成为模具热处理的一个新的发展趋势，这种技术在国内的一些技术比较先进的模具企业已经在运用。模具的表面往往都是模具最先失效的地方，为了增加模具的使用时间就需要对模具的表面进行特殊处理，改善模具的性能。 现如今采用的表面处理技术有激光表面淬火、电子束加热技术、热喷涂技术等都让表面强化技术提升到了一个新的技术境界。各种不同的表面工程技术的运用，模具表面的性能得到了很大的提高，如模具的耐磨性、抗咬合、抗热疲劳、抗热粘附、抗氧化等性能。（4）模具成型新技术与新工艺的不断涌现和推广注塑模具在最近几年得到了快速发展,它主要体现在注塑模具中一些新的成型技术和新工艺的应用,这就让注塑所得到的塑料制件的质量得到了改善和提高。这些新的技术和工艺有：气体辅助注射成型、精密注射成型、热固性塑料注射成型、低发泡注射成型、共注射成型等等1。2 塑件分析2.1 产品零件图塑料件为电视遥控器下壳体，如图2.1所示，塑件尺寸190mm50mm15mm ,壁厚为2mm，本塑件所用的材料为ABS,材料收缩率为1.005，外观要求：表面光滑，没有明显成型缺陷，本产品采用一模两腔生产。图2-2 塑件立体图2.2 塑件的原材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物，因此它具有三种组成成分的综合力学性能，聚合物可以把各组成成分的优良性能结合一起，这样就可以得到一些更加有价值的工程材料。丙烯腈它具有较强的耐化学腐蚀性和较高的表面硬度,丁二烯有较好的韧性，较好的加工性和染色性能都属于苯乙烯的特性1。ABS的物理形状为颗粒状或者是粉末状，它所呈现出来的颜色为浅象牙色，用ABS材料来注射成型后所制成的产品表面比较光滑，但是它不透明。ABS的密度为1.081.2 g/cm3,它的的特性为无毒、无味，容易燃烧且无自熄性。ABS特点有：ABS有较好的抗冲击强度和稳定性，即使在较低的温度时它的抗冲击性也不会迅速改变,ABS强度较好和化学稳定性、电气性能、耐水性,ABS容易成型加工并且硬度也适中，同时它也易着色，它的尺寸稳定性也较好，ABS易溶于酮、醛、酯、氯代烃中，大部分的醇类和烃类溶剂都不会和ABS相溶，如果和烃接触时间长了它会软化膨胀，酸、碱、盐以及水和无机化合物对ABS没有影响，ABS塑料表面如果长期都存在一些化学药品，例如冰醋酸、植物油等它都会引起塑件应力开裂，ABS在受热后稳定性能会变差，当温度高于93 0C后就可能会让它产生变形，脆化温度为-27 0C，使用的温度范围为-40100 0C，并且ABS的耐候性也较差，塑件容易变硬变脆其原因是当它在紫外线的照射下容易被氧化分解1。ABS的应用之所以这么普遍，其原因是它具有较好的综合力学性能和成型性，它与人们的生活息息相关，比如电视遥控器、插排、水箱外壳、仪表壳、管道、汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管加热器、家用电器外壳、玩具、家具等。ABS注射成型的工艺参数见表1-11表1-1 ABS注塑成型的主要工艺参数树脂名称ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/（r.m-1）3060喷嘴形式直通式温度/ 0C180190料筒温度（0C）前段200210中段210230后段180200模具温度/ 0C5070注射压力/MPa7090保压压力/MPa5070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530成型周期/s40702.3 塑件的工艺性分析2.3.1 塑件的尺寸精度实际生产中注塑成型的塑件尺寸和该产品所规定的尺寸之间的符合程度，被称之为塑件的尺寸精度。在实际生产出的塑件尺寸往往都和所规定的尺寸之间都有一定的误差，影响它的因素有模具在制造时产生的误差、模具在装配过程中配合间隙分布不均匀、成型温度的不稳定、模具在使用后产生的磨损、塑件收缩率的变化等因素。本次塑件精度为MT5。2.3.2 塑件的表面质量分析该塑件对产品的外观要求较高,不仅要求塑件外表面光滑而且还要求美观，不能在塑件内外表面都不能有明显的成型缺陷。塑件在注塑过程中应该尽量避免气泡、熔接痕和内应力，这样生产出的产品质量才能符合要求。2.3.3 塑件的结构工艺性分析该塑件为电视遥控器下壳体,塑件上表面放电池处下凹以及内部凸起的一些小结构，为了模具便于加工采用镶块的形式与模具组合，塑件的外表面都采用圆弧过渡，从而减少塑件的内应力，也提高了塑件的抗冲击性、抗疲劳的能力，并且也少了塑料在注射时的流动阻力。3 注射模具与注射机的关系3.1 模具型腔数量的确定在设计模具时,首选要考虑的就是一模采用几腔的方式生产,怎样才能满足产品要求的同时提高生产效率。要确定型腔数量需要考虑塑件结构形状、塑件的精度要求、塑件的生产批量、模具的制造成本和锁模力等因素。产品的尺寸精度随着型腔数量的增加而降低，但是型腔数量增加时工厂的生产效率却相应的提高，对于制造一类产品时不能只在一个方面考虑，要从多个方面进行综合考虑。当一些产品要求的精度等级没有那么么高时，即要满足质量要求同时又要提高生产效率，所以初步确定采用一模两腔的方式设计。3.2 注射机有关参数的校核注射机是注塑模具在实际生产中的重要组成部分。在设计模具时，其中一个重要的步骤就是选择一个适合注射机，对所选注射机是否合理，还要对相关参数的验证才能确定。注射机在现如今类型较多，按照分类方法的不同，注射机也不同。比较普遍的分类方法是按注射机的外形结构对其进行分类，可以分为卧式注射机、立式注射机、角式注射机和多模注射机1。卧式注射机是现如今在工厂中使用比较普遍的一种机型，因为它注射物料的方向和模具的开启和闭合都在水平的同一方向上。卧式注射机的优点是在注射过程中比较稳定，生产出的产品取出比较方便，当模具打开后，它可以利用自身的重量来自然脱落，这样不仅可以减轻工人的工作量还可以提高生产效率。卧式注射机同时还具有重心底，便于工人操纵和维修。卧式注射机的通用性较高，不管是大型、中型、还是小型它都适合，因为大多数卧式注射机都是螺杆式注射机，它的缺点主要表现在安装不方便，需要的地面空间较大。立式注射机的注射方向与模具的开启和闭合的方向在同一轴线上并且和地面成垂直状态，立式注射机的优点有模具的拆卸和安装都比较容易，且占地面积小，模具嵌件容易固定，不会像卧式注射机那样由于自身的重力而引起的模具的开合困难，同时成型的塑件精度较高。也可以通过安装机械手来实现自动生产，同时容易保证熔融塑料在模具内的流动性更有利于塑件的成型。缺点是模具打开后塑件不能自动脱落，需要用人工去拿或用其它装置才能将塑件取出。由于机床重心较高所以机床的稳定性也就相对较差。角式注射机一般是柱塞式注射机，它的注射方向和模具开合的运动方向互相垂直。它的优点是在卧式、和立式注射机两者之间，它是注射量较少的小型注射机，比较适合生产有螺纹的塑件。缺点是模具的开启和闭合都是通过机械来传动的，由于机械传动准确性较差同时能量损失也较大，它不能够保持模具所需的压力，生产出的产品质量较差。多模注射机是一种专用注射机，它可以一次装入多套模具，多工位注射，这样可以很大程度上提高生产效率。在选择注射机时要考虑很多因素如塑件结构、塑件的材料、塑件的技术要求、模具的尺寸、注射量的大小，锁模力的大小等因素。本设计选用卧式注射机，注射方式为螺杆式。3.2.1 塑件制品的体积和质量计算经UG分析测量得出单个塑件的体积为V1=30.052(cm3)单个塑件的质量为m1= V1=30.0521.08=32.46(g)由模具工程大典可知，每个制品的所需的浇注系统体积是制品体积的（0.21）倍3，本次设计取浇注系统体积V2=0.6V1进行估算：浇注系统的体积为：V2=0.630.0522=36.062（cm3） V总=2V1+V2=230.052+36.062=96.17（cm3） M总=V总=96.171.08=103.86（g）3.2.2 注射机的确定本设计采用SZY-300（卧式）型注射机，其主要技术规格如下1：表2-1 SZY-300（卧式）型注射机主要参数额定注射量(cm3)320喷嘴圆弧半径（mm）12螺杆直径（mm）60喷嘴孔直径（mm）注射压力（MPa）77.5拉杆空间（mm）400300注射行程（mm）150合模方式液压-机械锁模力（KN）1500电动机功率（KW）17最大成型面积（cm2）螺杆驱动功率（KW）7.8最大开模行程（mm）340加热功率（KW）6.5模具最大厚度（mm）355机器外形尺寸（mm）53009401815 续表2-1模具最小厚度（mm）285注射方式螺杆式3.2.3 型腔数量校核1）按注射机的额定锁模力确定型腔数目,型腔数目n可以根据如下公式计算： (3-1)式中 注射机的额定锁模力，N； P塑料熔体在型腔中的成型压力，MPa； 浇注系统在分型面上的投影面积，mm2； 单个塑件型腔在分型面上的投影面积，mm2。由表2.1得注射机的额定锁模力为1500KN， 由UG测得单个塑件在模具分型面上的投影面积为9135.19（mm2）查模具工程大典可知，浇注系统在分型面上的投影面积大约为（0.20.5）A3, 本次设计采用: =0.35=0.359135.19=3197.32(mm2)塑料熔体对型腔的成型压力查注射成型工艺与模具设计表5.2得: P=62 （MPa） = 2.30 2 所以所选择的注射机满足一模两腔的生产。2）注射机最大注射量的校核注射机的最大注射量指的是注射机作一次最大注射行程时，注射机它所能完成的最大注射量，在选择注射机时应该满足所选注射机的最大注射量应该大于注射成型塑件的总注射量1。型腔数目n可以根据如下公式计算： (3-2)式中 型腔数量； 单个塑件的体积或质量，cm3或g； 浇注系统凝量，cm3或g； 注射机最大注射量，cm3或g； 注射机最大注射量利用系数，一般取0.8 。经UG分析测量得出单个塑件的体积为v=30.052（cm3）,浇注系统的凝量为：=0.630.0522=36.062（cm3） =230.052+36.062=96.166（cm2） 0.8320=256cm2所以，所选注射机满足模具设计一模两腔的生产。3）锁模力的校核 当注射机开始注射时融化的塑料进入模具型腔，此时流动的塑料有一定的压力，如果不给模具一定的锁紧力，模具就会在分型面被涨开，影响塑件的质量。在实际注射塑件过程中，由于塑件的形状和塑件的材料都有不同，注射时所需的锁模力也各不相同。所以设计模具选择注射机时就要对模具所需的锁模力进行计算，其计算公式如下： (3-3)式中: 型腔个数；单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）；浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2)；塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的80%（MPa）；注射机的额定锁模力（N）；塑料熔体对型腔的成型压力查注射成型工艺与模具设计表5.2得: =62（MPa） =(29135.19+3197.32)10-362=1330（KN）1500（KN） 所以，所选注射机的锁模力满足所设计模具一模两腔的生产，符合要求。综上所述，通过对注射机的最大注射量和锁模力的验算，可以确定模具为一模两腔的生产。4 分型面的选择与浇注系统设计4.1 塑件的最佳浇口分析塑件在Moldflow中分析的结果如下：图 4-1 浇口分析由上图可知塑件的最佳浇口位置在塑件的中间段，因塑件有外观要求不宜将浇口放置在塑件的外表面，考虑将浇口放置在塑件的内表面采用潜伏式浇口。4.2 塑料制件在模具中的位置本设计采用一模两腔的生产,它主要的问题就是型腔在模具分型面上分流道是采用平衡式布置还是非平衡式布置。在设计模具分流道的形式时要考虑许多问题：1）比如要考虑塑料熔体是否能同时充满模具型腔，流道在满足设计要求时分流道应该尽量短，这样才能降低压力损失，缩短冲模时间，同时也可以节约材料，降低生产成本。2）在选择浇口位置时，应减少产生湍流、涡流等多种流动方式，这种流动方式对模具的冲击很大，对塑件的成型非常不利，如果模具型腔里有嵌件，还有可能让嵌件错位，导致成型出废品。3）浇口的选择还应该有利于排气和补缩，当塑料熔体快速流入模具型腔时，模具型腔内的气体就会受到压缩无法排出，会分布在塑件表面，导致成型的塑件表面质量很差。4）注塑机的的锁模力中心应该和型腔、浇注系统投影面积的重心尽量重合，必要的时候还可以加上冷料井或溢料槽。在多腔模中，比较常采用的是平衡式布置，平衡式布置它是从主流道流经分流道，再到浇口，最后到达型腔的距离以及分流道和浇口的长度、断面形状和尺寸都是相等的。这种布置形式可以让各个型腔同时充满溶体塑料，型腔内受到的冲模压力也相等，这种成型的塑件质量就较为均一，各项性能也更加统一。但这种布置形式分流道较长，对塑料熔体的阻力较大，同时浪费的材料也较多。在非平衡式布置的型腔中，主流道到各型腔之间的距离不同，可以通过控制浇口的尺寸让各型腔同时充满。这种布置形式虽然流程较短，但也很难同时充满型腔，这就很难使制件的质量统一，在浇注系统中不管是平衡式还是非平衡式布置，型腔都应放在模具的中心并与模板中心对称，这样才能使注塑机的锁模力中心和塑件中心重合。本次设计采用平衡式布置方式，如下图：图4-2 模具型腔的排列方式4.2.1 分型面的设计在注射模具中,当注射成型后,塑料制件从动、定模部分的结合面之间取出，这个结合面称为分型面1。有些注射模具中有一个或多个分型面，而在多分型面模具中，将模具打开取出塑件的那个分型面称为主分型面，其余的分型面都被称作辅助分型面，主分型面将模具分为动模和定模两部分。分型面根据塑件的结构不同，相应的也有多种不同的形式，它包括平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面和垂直分型面，还有采用与开模方向相同的侧向分型。注塑件能否顺利的的成型和脱模，都和所选择的分型面都有很大的关系，分型面的选者还关系到模具的结构、模具的制造成本、塑件的质量和型腔的排气等都有影响。在设计模具时如何选择合适的分型面很重要，根据塑件结构选择出合理的分型面对简化模具机构有一定的帮助。确定分型面的位置应考虑的因素有：（1）分型面应放在注塑件的最大截面处如果不把分型面选在最大截面处，塑件将无法顺利脱模，同时也无法加工型腔，在设计模具时不管塑件位置如何，都要遵循这一原则，这也是最为重要的一个原则。（2）尽可能地将塑件留在动模一侧当模具注射完成开模时，可以利用开模时动模运动的力，将塑件推出，在动模一侧设计和制造一些可以让塑件自动脱模的机构，这样使产品的制造过程更加的自动化，可以提高生产效率。为了能将塑件留在动模一侧，可以将型芯放在动模一侧，当塑件冷却时，由于塑件的收缩率因素塑件会对凸模有包紧的作用，塑件就会随着模具的打开而跟随着动模一起运动。如塑件留在定模一侧，就需要在定模内设置推出机构，这在一定程度上就加大了模具的复杂性，不利于模具的制造同时也增加了制件的成本。（3）有利于保证提高塑件的尺寸精度对于塑件的结构有同轴度要求时，为保证生产出的产品符合要求，有同轴度要求的结构就应该放在模具的同一侧，才能保证尺寸精度，壁厚较薄的塑件对型芯能产生较大的包紧力。如果将有同轴度要求的部分不在模具的同一侧，塑件尺寸精度就会受到模具导向、模具配合精度等的影响。但当塑件壁厚较大时，可以将塑件型腔放在动模一侧的型腔里。（4）分型面的选择应有利于模具加工在模具设计时，一般选择平直分型面，但有些时候也要考虑塑件的结构和模具加工的难易程度，会选择合理的分型面。分型面选择不合理，将会使模具变的更复杂，模具加工更困难。（5）考虑满足注塑件的使用要求在注塑模具设计中，一些比如脱模斜度、模具在分型面上有飞边、熔接痕、有气孔、镶块和顶杆等对塑件产生的痕迹，都对塑件的使用要求会产生一定的影响。作为一名模具设计者，自身应该站在使用者的身份上考虑问题，这样就可以避免一些的工艺缺陷，让产品的质量更好。（6）长型芯应置于开模方向当所设计的模具在开模方向和垂直于开模方向上都有型芯时，长度较长的凸模应和模具运动方向平行，将较短的型芯放在垂直于开模方向，把它当成是侧抽芯，这样有利于减少抽芯距，应尽量把侧抽芯放在动模一侧，可以减小模具的尺寸。（7）分型面的选择应有利于排气选择分型面时应同时考虑浇注系统的设计，为了能让模具型腔内的气体更容易的排出，应将分型面尽量放在熔体充模流动的末端。如果分型面没有放在充模流的末端，当熔体流入型腔时，分型面就会先被塑料融体堵住，而分型面以下型腔的气体，就排不出去影响塑件。（8）注射机的成型面积应该大于塑件在主分型面上的投影面积当注塑件在分型面上的投影面积较小时，相应的此模具所需的锁模力也将变小。（9）非平面分型面的选择，应该对型腔加工有利，同时也应该方便脱模对于一些形状比较特殊的塑件，在选择时都会采用非平面分型面。在设计非平面分型面时，应该考虑模具开模时的侧向力，由于有些塑件的布置在模具运动方向上不对称，当模具注射时动模和定模在侧向会存在相互作用力，这将影响模具的开模、塑件的推出和加快模具导柱导套的磨损。本次模具设计选择的分型面如下图所示:图 4-3 分型面4.2.2 排气设计模具在注射时熔融的塑料熔体进入模具型腔内，而型腔内的气体就需要被排出，塑料熔体才能将型腔完全充满。如果型腔内的空气，没有及时的排除干净，它就会影响塑件的质量，比如出现气泡、表面粗糙度大、熔接不牢靠和表面出现凹陷等问题。（1）排气不良的危害1）型腔内气体排不出去，会影响塑件的充模，型腔内的压力会抵消一部分模具的充模压力，这将会降低充模速度，增加产品的生产周期。2）在注射成型的产品表面可以明显的看出熔接痕和塑件熔体在型腔里流动的痕迹，这将会明显的降低塑件的力学性能。3）在模具型腔内的气体会因受到挤压，而高温、高压气体会燃烧，超过塑料熔体的承受温度，灼伤塑件，如果烧灼伤痕在塑件表面的话，影响塑件质量。4）在模具充模结束后，型腔内没有被排出的气体会让成型后的塑件内有气孔等问题。（2）注射模常用的几种排气方法1）利用分型面排气这种排气方式是最为简单的对于中小型简单的模具可以利用这种方法，排气的效果还跟模具分型面的精度有关。在能满足塑件精度要求的话，这种排气的方式可以让模具的结构变的更加简单。2）利用配合间隙排气对于结构较为简单的小型模具，可以利用顶杆与孔的配合间隙、活动型芯、活动镶件与模板的配合间隙来排气，推杆排气隙的长度为23 mm，另外推杆与孔的配合长度应大于10 mm1。3）在分型面上开设排气槽在注射模的排气中，分型面上加工排气槽是一种比较重要的排气方式，在分型面上开设的排气槽应尽量的减少转弯，尽可能的保持平直，加快气体的排出速度，排气槽一般情况下放置在动模一侧，并且是塑料熔体最后充满的位置。排气槽的截面尺寸，应首先保证不会溢料，然后在提升排气的效率。4）对于结构尺寸较大的模具，可以通过与型芯或者型腔配合的镶件之间的间隙进行排气2很多的排气方式，在模具用了一段时间后，在排气的通道上出现一些塑料的残余物，这些残余的物体就可能会堵塞排气通道，需要定期清理残余物。而对于可运动的零件上的排气方式，它有一定的自动清理能力，它会随着塑件脱模时镶件的运动来自动清理。（3）塑件的气孔分布经Moldflow分析可知塑件成型后气穴的分布如下图所示： 图 4-4 塑件气穴分布图由上图可知，塑件在成型时气穴主要分布在塑件内侧的加强筋和安装电池的卡扣上，减气穴的方法是，将这些气穴较多的凸起结构做成镶块固定在型芯上，同时也降低了模具的加工难度。图4-5 塑件熔接痕由上图可知，塑件的熔接痕较少，且多数熔接痕在塑件的内侧不影响塑件的外观，同时也不影响塑件的质量。本次设计中模具的尺寸较小，结构也较简单，可利用分型面排气。4.3 浇注系统设计4.3.1 浇注系统的组成及设计原则浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到型腔之间的一种完整的输送通道，浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成，浇注系统的功能有为型腔输送熔体、传递注射机的压力、传递温度，对于生产出的塑料产品质量有重要影响2。浇注系统的安排是否合理，将会影响模具的整体结构、工艺操作的难易程度、塑件的尺寸、质量要求和性能。（1）浇注系统设计的原则1）浇注系统在模具中应平衡布置，使注射机提供的压力和塑料熔体能够平衡分配，同时能让模具受力平衡。2）尽量避免或减少产生熔接痕，熔接痕的产生对塑件的影响有很大的影响，为了避免熔接痕应选择合适的浇口。浇口应该尽量选择在当塑料熔体注入型腔时对熔体分流次数较少的地方，因为当分流的熔体再次汇合时，开始结合的地方就会产生熔接痕。3）避免高压塑料熔体对型芯产生的变形和嵌件位移，在选择浇口时，应该尽量避免塑料熔体刚进入型腔就直接对准模具的小型芯或者是嵌件，因为刚进入型腔的熔体压力较大，对小型芯和嵌件会有影响。4）应尽量减少塑料熔体流经型腔的距离，对于一些模具结构复杂、尺寸较大的型腔，就要希望在比较短的流程内可以充满型腔，这样塑料熔体的压力损失会减小，熔体的温度也不会降低太多，在这样一种较为理想的状态下生产出的塑件可以保持比较良好的质量。5）可以简单的脱出浇注系统凝料，凝料和塑件容易分离，且不影响塑件的质量和塑件的外观。6）流动距离比的校核，一些模具尺寸较大，并且壁厚较小的塑件，在注射时可能会因为塑料熔体流动的距离太长，且在流动的过程中阻力也比较大，这就会导致模具注射时无法将型腔充满。就要通过校核其注射时的流动距离比，通过这种方法，可以让型腔充填不足的现象不在发生。4.3.2 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浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，主流道一般设计在模具的浇口套内，浇口套的结构形式有多种，它包括：浇口套与定位圈设计成整体以螺钉固定的形式、浇口套与定位圈分别为两个零件组合在一起以台阶固定的形式、浇口套穿过定模座板与定模板的形式1。本次设计中采用浇口套与定位圈分开的形式，为了让塑件脱模时主流道凝料能够容易脱出，将浇口套内的流道设计成锥度的形式，为了让塑料熔体能够顺利的流进主流道而不溢出，将主流道与注射机喷嘴对接处设计成内凹的圆弧，主流道的锥角为2060，流道的内表面的粗糙度为Ra0.8m 。主流结构如下图所示：图4-6 主流道结构查塑料注射成型与模具设计指南得国内注射机喷嘴口径的相关尺寸如下表所示2：表3-1 国内喷嘴口径设计情况 （单位：mm）注射量/g3020025080010002000敞开式通用类233.54.556硬聚氯乙烯345667弹簧针式自闭式233445注射机SZY-300型的相应尺寸为：喷嘴圆弧半径:r0= 12mm；喷嘴孔直径：d0= 4mm；主流道尺寸与喷嘴尺寸的关系：d=喷嘴孔直径+1mmR=喷嘴圆弧半径+（23）r=0.125DH=0.30.4R 因此，主流道小端的直径：d=4+1=5(mm)； 主流道入口内凹的半径：R=12+2=14(mm)； 圆弧高度H=0.314=4.2(mm)； 主流道的锥角本次取=30 ；模板的厚度L为70mm ；经过计算得主流道的大端直径D=8.6mm ；主流道出口端的圆角r=1.075mm ；4.3.3 分流道设计塑料熔体流经从主流道末端开始直至浇口之间的一段通道称之为分流道1。分流道的形式有多种，一些模具内有一级分流道、二级分流道，或者是多级分流道，分流道的作用是改变塑料熔体的流向，以及均衡的分配物料，让它能够均衡的进入每个型腔。这种含有多级分流道一般出现在多型腔模具中，因为多型腔模具中，主流道一般是在模具中心，各型腔分布在主流道周围，只有通过各级分流道才能将塑料熔体注入各型腔中。分流道在分型面上的分布形式通常可分为平衡式和非平衡式两种，分流道的表面粗糙度一般取1.6m左右1。（1）分流道的形状与尺寸 分流道常用的形状有多种，一般包括有圆形、U形、半圆形、梯形和矩形等多种形式，在设计分流道时，要从多方面考虑，当从流道对于注射时压力的传递方面来考虑时，较大的流道截面积对于压力传递是比较有利的。当从散热方面考虑时，又希望流道具有较小的比表面积。圆形流道虽然具有较小的比表面积，但加工制造模具比较麻烦。对于矩形流道由于它脱模比较困难，同时它的比表面积和对熔体流动的阻力都较大不利于注射成型。梯形和U形流道在模具制造时比较容易加工，对注塑件的影响也较小，这两种流道形式是比较常用的。在套模具采用U形截面分流道形式，其结构示意图如下：图4-7 分流道截面形状U形截面分流道的宽度b可在510mm内选取，半径R=0.5b,深度h=1.25R,斜角=50100 。本套模具设计取b=8.6mm =70 R=0.5b=0.58mm=4mm h=1.25R=1.254mm=5mm4.3.4 浇口的设计浇口指分流道的末端到型腔之间塑料熔体流过的通道，对于到主流道距离各不一样的型腔,可以通过改变浇口的尺寸来调节注射速度,从而能够让各型腔同时充满。按浇口的截面尺寸大小，可以将浇口分为限制性浇口和非限制性浇口两种类型1。限制性浇口指的是，通过改变浇口尺寸的大小来达到控制塑料熔体的流动速率，改变熔体的粘度，从而让塑料熔体获得更加的成型性能。对于非平衡式布置的多腔模具中，可以通过控制浇口截面尺寸，也确保型腔内受到的充模压力大小相等，让型腔能够同时充满，生产出的塑件的性能和质量更加统一。非限制性浇口形式主要用在大中型模具中，并且型腔都较深流程较远。按浇口的结构形式和特点，又将浇口分为直浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏式浇口和爪形浇口1。根据塑件的精度要求，在设计模具浇口时，就考虑使用潜伏式浇口，潜伏式浇口又可以称作为剪切浇口。这种浇口形式是由点浇口经过进一步的演变而来的，这类浇口的一大优点是，浇口开设在塑件内部的推杆上，浇口较隐蔽。当塑件脱模时，由于模具自身的剪切作用，将分流道和塑件分离开，因浇口在塑件的内部成型后浇口的痕迹不影响塑件的外观。潜伏式浇口的结构形式如下图所示： 图 4-8 潜伏式浇口的形式 根据塑件的结构尺寸确定浇口的尺寸为b=1.8mm,潜伏浇口的锥角取100，倾斜角取500 。4.3.5 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴也是属于浇注系统的一部分，冷料穴一般位于主流道的末端，用来“捕捉”最先进入流道温度下降最快的塑料熔体。在一些分流道较多且距离比较远的模具中，可以在分流道转弯处布置冷料穴用以吸收熔体温度较低的废料。冷料穴可以分为两种，一种只是为了储存冷料，而另外一种是不仅有储存冷料的功能还具备在开模后便于塑件顺利脱模的作用。为了便于将主流道凝料脱出模具，还在模具中设置拉料杆。一种形式的拉料杆是通过模具推出机构的推力来实现的，它主要由Z字形拉料杆和反锥度冷料穴两种。Z字形拉料杆通过本身的倒钩将主流道凝料结合在一起，当模具开模时拉料杆随着动模一起运