卷尺盒盖注塑模具设计【塑料注射模】

00目录一前言2二卷尺盒盖设计要求及其成型工艺性分析321产品基本要求322塑件结构和形状的设计423塑件材料选择424成型方法及其工艺的选择4三选择注塑机及相关参数的校核632型腔数量和排位方式的确定733注射机型号的确定8四模具设计1141分型面位置和形式的确定1242浇注系统设计1243模具成型零、部件结构设计和计算2146脱模推出机构的设计2747排气系统的设计3048温度调节系统3049注射机安装尺寸的校核33五模具材料的选用34六模具工作过程35七参考文献3611一前言模具是制造业的重要基础装备，它是“无以伦比的效益放大器”。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，因此自1998年3月国务院颁布了当前产业政策要点的决定以来，模具工业一直被提到很高的位置，国家也给予了一些鼓励和扶持政策。在国家支持下，虽然我国模具产值已是世界第三，但总体水平仍要比工业发达国家落后许多，模具工业在我国仍旧还是幼稚工业，模具进出口逆差每年超过10亿美元，随着我国加入WTO，模具出口前景越来越好，我国模具工业还需发展得更快一些，才能适应形势的发展。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量，精度，制造周期以及注塑成型过程中的生产率等方面水平的高低，直接影响产品的质量，产量，成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。虽然我国的注塑模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济飞速发展的需求，提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平；在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；大力发展快速制造成型和快速制造模具技术；在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；发展优质模具材料和先进的表面处理技术；逐步推广高速铣削在模具加工中的应用；研究和应用模具的高速测量技术和逆向工程；开发新的成型工艺和模具。由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好以及良好的可塑性，并易于成型等许多优良的性能和特点，近年来塑料制具在各领域得到了越来越广泛的应用。作为塑料制造业的支柱产业塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注射模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并可实现自动化生产，得到迅速发展，在我国其发展速度之快，需求量之大是前所未有。计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）显著提高了塑料模的制造效率和质量，有效的缩短了模具设计制造周期，CAD、CAM已在我国模具工业企业里普遍采用。22二卷尺盒盖设计要求及其成型工艺性分析21产品基本要求最大几何尺寸595514MM使用环境室内，1550电气性能电绝缘性好。精度要求一般（4级）。外观要求外表蓝色且光泽性好，无成型缺陷。其它要求具有一定的机械强度。根据上述要求可归纳产品设计要求塑件须具有良好的电绝缘性和一定机械强度，且还应有较好的流动性，以满足成型要求。22塑件结构和形状的设计根据塑件产品图纸，用PRO/E40软件进行卷尺盒盖的三维建模。三维实体模型更加直观的产品造型，可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且可以根据三维模型数据使用PRO/E的CAE分享模块塑件顾问进行熔体的冲模仿真，可以验证模具结构的正确性，还可以进行拔模检测，塑件如图1所示。23塑件材料选择此塑件用作卷尺盒盖，通过力学性能、热性能、电气性能、成型性能、化学性能和经济性能等多方面比较，选出最适合成型此卷尺盒盖的塑料。材料最终选定为ABS，其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为05；溢料值为004MM左右；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。3324成型方法及其工艺的选择根据塑件所选用的材料为ABS，根据塑件的外形特征和使用要求，选择最佳的方法就是注射成型。1）成型工艺分析（1）外观要求此塑件为薄壁塑件，外形为矩形，较规则。要求塑件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。（2）精度要求此塑件对精度要求不高，采用一般精度4级。（3）脱模斜度该塑件平均壁厚约为15MM，七脱模斜度根据参考文献表210可知在35130ABS的流动性为中等，为使注射充型流程，取其脱模斜度为1。2）注射成型工艺过程级工艺参数混料干燥螺杆塑化充模保压冷却脱模塑件后处理（1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前应进行充分的干燥和预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在03以下。注射前的干燥条件是干冬季节在7580以下，干燥2H3H,夏季雨水天在8090下，干燥4H8H,，干燥达8H16H可避免因微量水汽的存在导致制件表面雾斑。在此，由于制件属批量件，要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。（2）注射成型时各段温度ABS塑料非牛顿性较强，在熔化过程温度升高时，其黏度降低较大，但一旦达到成型温度（适宜加工的温度范围，如200230），如果继续盲目加温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融黏度增大，注射更困难，塑件的机械性能也下降。ABS温度相关工艺参数如表1所列。表1ABS工艺参数表工艺参数通用型ABS工艺参数通用型ABS料筒后段温度/160180喷嘴温度/170180料筒中段温度/180200模具温度/5080料筒前段温度/200220（3）注射压力44ABS熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有ABS制件都要施用高压，考虑到本塑件不大、结构不复杂、厚度适中，可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了塑件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与行腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。对于螺杆式注射机一般取70MPA100MPA4注射速度ABS塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但浅圆盒为薄壁制件，故又要保证有足够高的注射速度，否则塑料熔体难以充满型腔。（5）模具温度ABS比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250左右，与在料筒中停留的时间长短有关，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑料件模温宜取5060，要求光泽及耐热型材料宜取6080。浅圆盒属小型制件，形状比较规则，故不用考虑专门对模具加热。（6）料量控制注塑机注塑ABS塑料时，其每次注射量金达标准注射量的80。为了提高塑件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50为宜。通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。55三选择注塑机及相关参数的校核31概述在对卷尺盒盖进行材料选定、零件工艺分析、成型工艺分析和工艺参数大致选定的基础上，根据塑件批量大小和精度要求就可确定型腔数量和排列方式，根据模具所需注射量就可以确定注射机的型号及安装尺寸的确定。32型腔数量和排位方式的确定（1）型腔数量的确定由于该塑件尺寸不大，大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模四腔机构形式。型腔布置如图2所示。66（2）型腔排列形式的确定由于该模具选择的是一模四腔，流道采用H形对称排列，使行腔进料平衡。（3）模具机构形式的初步确定由以上分析可知，本模具设计为一模四腔，对称H排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件板推出或推杆推出方式。33注射机型号的确定1）注射量的计算77图3塑件质量分析1塑件质量、体积计算通过PRO/E建模分析得塑件质量属性如图3所示，塑料体积，塑件3128CMV质量（取ABS的密度为），流道质量还是个未知数，可GM5281/051CMG2按塑件质量的05倍来估算。从上分析中确定为一模四腔，所以注射量为N24136805CV2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算。流道凝料在分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知值，根2A据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的02倍21A05倍，因此可用，来进行估算，所以1350NA212753M式中149LB212035N88模具所需锁模力KNAPFM30561752型式中型腔压力取35MPA见参考书2型2）选择注射机根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选SZ500/2000卧式注塑机，其主要技术参数如表2表2注射机主要技术参数理论注射容积/CM3500锁模力/KN2000螺杆直径/MM55注射压力/MPA150注射速率/（G/S）173塑化能力/KG/H110螺杆转速/R/MIN0180拉杆内间距/MM570570移模行程/MM500最大模具厚度/MM500最小模具厚度/MM280锁模形式双曲肘模具定位孔直径/MM160喷嘴球半径/MM20喷嘴口直径/MM5注塑机顶出/KN703）型腔数量及注射机的相关参数的校核（1）由注塑机料筒塑化率校核模具的型腔数N451528036/1060/12MKMTN69814,故型腔数校核合格。式中K注塑机最大注射模注射量的利用系数，无定形塑料一般取08；M注塑机的额定塑化量，该注塑机为110000G/H；T成型周期，取50S（参考书2）单个塑件的质量或体积；852G1M1M浇注系统所需塑料质量或体积。05N221（2）按注塑机的最大注射量校核型腔数量99954528012MKNN44954，故型腔数校核合格。式中，为注塑机允许最大注射量，其他符号意义同上。N（3）按注塑机的额定锁模力校核型腔数量21603245106612APFN型型16214,故该注塑机符合设计要求。式中F注塑机额定锁模力；一个塑件在模具分型面上的投影面积；1浇注系统在模具分型面上的投影面积；2A塑料熔体对型腔的成型压力，该处取35MPA。型P3）注塑机工艺参数的校核（1）注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为3MAX4058CMV式中模具型腔和流道的在注射压力下所能注射的最大容积；MAXVV指定型号与规格的注塑机注射量容积；注射系数，取075085,无定形塑料可取085，结晶型塑料可取075，该处取080倘若实际注射量过小，注塑机塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射量容积。故每次3MIN40580CMV注射的实际注射了容积V应满足，而AXI，符合要求。3172485CNV（2）锁模力校核在前面已进行，符合要求。（3）最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为注射机最高压力，应该大于注射成型时所需1010调用的注射压力，即0PMPAK1409870410MAX故符合设计要求。式中安全系数，常取，该处取14；25实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为70MPA100MPA。0P其它安装尺寸及开模行程的校核待模具设计完成之后进行。1111四模具设计通过理论设计、计算机分模和浇口位置计算机模拟相结合的方法，最终确定成型零件工作尺寸和模具的结构形式。41分型面位置和形式的确定（1）在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，首先就要确定分型面的位置和浇口的形式，然后才能确定模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。分型面的选择原则有以下几点分型面应选在塑件的最大截面处。不影响塑件外观质量，尤其是对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响。有利于保证塑件的精度要求。有利于模具加工，特别是型腔的加工。有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。便于塑件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边（有的塑件需要定模推出的例外）。尽量减小塑件在合模平面上的投影面积，以减小所需锁模力。便于嵌件的安装。长型芯应置于开模方向。（2）根据上述原则及该塑件的结构形式，有利于冲模时的排气，并可利用该分型面两侧塑件表面粗糙度不同，精度要求较低的内壁面在冷却后产生的收缩对动模型芯有一定的包裹力，开模时有利于塑件保留在动模一侧方便脱出。42浇注系统设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇注系统对获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适1212的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。浇口形式的选择就决定了流道系统，而流道系统又决定了模具的结构形式。本设计若采用侧浇口或潜伏式浇口，就可以采用单分型面模来成型，模具结果比较简单。浇口开在塑件的侧面，对塑件外观有一定影响。若采用点浇口从塑件底部进料，点浇口被拉断之后痕迹很小，流程比较小，熔接痕较短，对塑件的外观和内在质量比较有利。因此本套模具采用一模四腔、点浇口的普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、点浇口。1）主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道和型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。其顶部设计成半球形凹坑，以便于喷嘴衔接，为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1MM2MM，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出。由于主流道与注射机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，材料选用45钢，并经局部热处理球面硬度38HRC45HRC，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径05MM1MM以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截现象。（1）主流道尺寸主流道的长度一般由模具结构确定，应尽量小于60MM，本次设0L计中初取进行计算。ML350主流道小端直径D注射机喷嘴尺寸（051）MM6MM。主流道大端直径DD2主TAN（）82MM式中20L/2（为半锥角）。主流道球面半径SR注射机喷嘴球头半径（12）MM20222MM。、球面的配合高度H5MM。浇口套总长（2）浇口套的形式及其固定。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计可拆卸更换的主流道衬套形式及浇口套，以便于有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用45钢或合金钢等，热处理硬度为5256HRC。本设计采用分体式结构，主流道比较长，凝料体积比较大，因此把衬套和定位圈做成一整体的延伸式浇口套，有利于缩短主流的长度。因流道长度与所选模架大小有关，所以在确定流到尺寸之前应根据型腔数量及布局1313估算动、定模板的平面尺寸，即粗定模架的型号和规格，这样才使理论计算有据可论。根据前述的布局及考虑到模仁壁厚、顺序分型时在主分型面的一些元件的布置。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。（1）分流道的布置形式。分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面的原则一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。该模具的流道布置形式采用平衡式，以使塑料熔体经分流道能均衡的分配到两个型腔和避免局部胀模力过大影响锁模。定模板及定模仁均开有分流道。该流道形式是由本模具结构形式所确定，图是最佳分流道布置形式。（2）分流道的长度。长度应尽量短，且少弯折。该分流道的长度计算如下。1414梯形分流道单向长度。根据型腔布置，又通过PRO/E浇口位置的模拟，浇口选择在靠近型腔顶部带有通风槽一侧为最佳，可计算得分流道单向长度为ML41圆锥形分流道单向长度。根据所选模板厚度和模仁高度，圆锥形分流道单向长度为562分流道总长度为20L1）（总分流道单向长度为M21（3）分流道尺寸的形状及其尺寸。为了便于机械加工及凝料脱模，分流道设置在分型面。但本模具为两分型面模具，梯形分流道设在定模板上，圆锥形分流道设置在定模板和定模模仁中。分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减少传热损失，但考虑到凝料拉断和容易脱模，因此，定模板上的水平分流道设计成梯形流动。而垂直分流道位于定模板及其模仁中，为方便脱模垂直分流道设计成圆锥形流道。梯形分流道设计，本塑件壁厚为15MM左右，质量为852G，可采用分流道的直径M512640LD式中D分流道直径（MM）；1515M塑件质量（G）；单向分流道的长度。L注上式的适用范围，即塑件厚度在3MM以下，质量小于200G，且D的计算结果在32MM95MM范围内才合理，对ABS塑料在48MM95MM，故合理。设梯形的上底高度为B6MM（为了便于选择刀具），底面圆角半径R1MM，梯形高度取，设下底宽度为B，梯形面积应满足如下关系式MBH5432DB代值计算得B514MM，考虑到梯形底部圆弧对面积的减少及脱模斜度等因素，取B5MM。通过计算梯形斜度（取），符合要求，如047015图所示。其当量半径由公式得NRCMLAN26903式中A梯形的面积，计算得；2475CL梯形的周长，计算得L2006CM。圆锥形分流道设计，为方便凝料的脱出，推凝料板及定模板上的分流道1616设计成圆锥形的。其锥角位于之间，此处取。由于上述计算的分流423道直径为565MM，梯形流道的宽边为6MM，所以圆锥形分流道的大端直径就取56MM，那么小端的直径估算为MD451TAN63501（4）分流道的表面粗糙度。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度并AR不要很低，一般，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的6130外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处。MRN83）冷料穴的设计（1）主流道冷料穴的设计。为了避免前端冷料进入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的对面设冷料穴，对于卧式注塑机冷料穴设在与主流道末端相对的动模上。由于本模具属两分型面模具，故主流道冷料穴设在脱凝料板上，且无需设置拉料杆。其形式采用半球形，如图所示。（2）分流道冷料穴的设计。当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以贮存前锋冷料。本模具在定模板上分流道端部加长7MM（约15倍H），如图所示。4）浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道。它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。本设计浇口采用点浇口，浇1717口截面通常为分流道截面积的007倍009倍，浇口长度约为05MM075MM左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。（1）点浇口尺寸的确定。由经验公式MANKD6815432074式中D点浇口直径；N系数，依塑胶种类来而已，此处取07；K依塑件壁厚而异的系数；A型腔一侧表面积。浇口截面尺寸根据经验公式计算所得结果及点浇口推荐尺寸（参考书2表26），浇口先取MM，在试模时根据填充情况在进行调整。21（2）浇口位置的确定。ABS在熔融时显现比较明显的非牛顿性，其熔体表面黏度随剪切速率的升高而降低。如果采用尺寸较大的浇口，能够降低流动阻力，但熔体通过大浇口时比小浇口剪切速率低，导致熔体表面黏度升高，从而使流动速率降低，因此不能通过大浇口尺寸来提高非牛顿熔体流动速率。另外，注塑机注射时有一定的注射速率，浇口尺寸过大，浇口前后方的压力降P减小，会导致得不到理想的冲模速率。剪切速率是影响ABS熔体黏度的最主要因素，而黏度又直接影响熔体在模腔内的流动速率。因此采用小浇口不但会大大提高熔体通过浇口时的剪切速率，而且产生的摩擦热也会降低熔体黏度，已达到顺利冲模的目的。综合以上分析和考虑到塑件和实际模具形状，采用点浇口进料，位置选在闹钟盖顶部，选在该位置不但模具简单，而且去除浇口的后加工操作也非常简单，提高了工作效率，也便于模具的机械加工，易保证浇口加工精度，试模时浇口尺寸易于修整。5）浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到两个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。6）浇注系统凝料井凝料体积计算（1）主流道与主流道冷料井凝料体积322M7165139685V）（冷锥主（2）分流道凝料体积1818梯形分流道凝料体积3M7920165426）（梯V圆锥分流道凝料体积3225718438）（）（锥（3）浇口凝料体积浇口很小，可取为0。（4）浇注系统凝料体积279650V浇圆锥梯主总V该值小于前面对浇注系统凝料的估算（约为），所以前面有关浇43CM注系统的各项计算与校核符合要求，不需重新设计计算。7）浇注系统各截面流过熔体的体积计算（1）流过浇口的体积3C128塑GV（2）流过分流道的体积3RCM765413922V梯圆锥塑（3）流过主流道的体积3RSC865174主V8）普通浇注系统截面尺寸的计算与校核（1）确定适当的剪切速率。根据经验（ABS塑料的流动性），浇注系统各阶段的取以下值，所成型塑件质量较好。主流道、分流道131205SSS点浇口的最大剪切速率（见参考书2表28）1405SG（2）确定体积流率Q（浇注系统中各段的Q值是不相同的）。主流道体积流率Q因塑件不大，且为一模四腔，所需注射塑料熔体的体积也因此不大，而主流道尺寸由于和注射机喷嘴孔直径相关联，其直径尺寸不小，因此主流道体1919积流率不大，取，带入得1302SSSRQ4SCM/247015333式中主流道平均半径（CM）。S浇口体积流率。G点浇口用适当的剪切速度代入得1405SGRQ4SCM/8633式中点浇口半径（CM）。G（3）注射时间（冲模时间）的计算模具冲模时间SQVST21347085式中主流道体积流率；S模具成型时所需塑料熔体的体积；SV注射时间。ST单个型腔冲模时间SQTG9580412注射时间根据经验公式求得注射时间STTGS043133根据表23可知，T注射机公称注射量以内的最短注射时间，所选时间合理。（4）校核各处剪切速率浇口剪切速率合理141433059806148SSRQG分流道剪切速率2020合理12133305426901482SSRQ式中CMTV75分流道截面积的当量直径（CM）。NR主流道剪切速率合理12133305950147SSRQSS式中SCMTVS3682分析从上面计算结果得知，浇口处剪切速率基本上达到极限值，在试模时若有存在有成型问题可调整注射速率来达到要求。43模具成型零、部件结构设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、成型杆等。成型零件工作时，直接与塑件接触，塑件的高压料流的冲刷，脱模时与塑件发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的硬度、刚度及较好的耐磨性和良好的抛光性能。1）成型零件的尺寸计算卷尺盒盖尺寸精度要求不太高，对塑件只有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要考虑模具磨损和制造工差等，只需计算型腔型芯的几个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按GB/T144861993,ABS一般精度取MT3级，计算中按相应公差来查取，采用平均法来计算。（1）型腔长度尺寸MXLSZSCPM07407401859659式中塑件平均收缩率；2083S塑件外形长边尺寸（为66MM）；SIX修正系数，见参考书2表210；塑件公差值（参考书1中表24）；2121制造公差，见参考书2表211Z（2）型腔宽度尺寸MXBSZSCPM07407401163565式中塑件外形宽度尺寸（为54MM）；SIX修正系数，见参考书2表210；塑件公差值（参考书1中表24）；制造公差，见参考书2表211。Z（3）型腔深度尺寸MXHSZSCPM04304301195712615式中塑件外形最大高度尺寸（为32MM）；SIX修正系数，见参考书2表210；塑件公差值（参考书1中表24）；制造公差，见参考书2表211Z2222其他尺寸计算依此类推，计算结果如下表所列模具尺寸名称塑件尺寸零件精度等级塑件尺寸公差模具等级模具尺寸公差模具尺寸计算结果模具尺寸规范变化型腔长度5930409007407485915804型腔宽度553040900740746313706型腔高度14302900430439511057型芯长度5630409007407468068型芯宽度523040900740745204628型芯高度12530189004304310512小型芯7301690036036980382小型芯2301290025025501小型芯153012900257544模架的确定和标准件的选用注塑模模架国家标准GB/T125552006,由于塑料模具的蓬勃发展，现在全国模具发达的地区参考龙记模架标准的前提下形成了自己的企业标准，但不管是国家标准还是企业标准都没有进入PRO/E的模架库。该设计采用PRO/E所提供的FUTABA_3PGC模架组件（工字形标准筒化细水口模架）。2323模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。动定模分型面之间应有分模间隙（单边05MM），以便模仁能完全贴合。动模（公模）板的四个角上设有开模隙（橇模沟C405），即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。各板的尺寸如下1）定模座板450MM350MM，厚50MM定模座板通常就是模具与注射机连接处的板，材料为45钢（S55C）。定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H7/K6配合；与导柱采用H7/K6配合。2）脱凝料板350MM350MM，厚35MM3）定模板350MM350MM，厚70MM用于固定。采用45钢制成，最好调质为230HB270HB。其上的导套孔与导套采用H7/K6配合定模板与定模仁为H7/M6配合。4）动模板350MM350MM，厚40MM动模板既有固定动模仁、导套的作用，又承受型腔、型芯或推杆的压力，因此他要具有较高的平行度和硬度。所以采用材料45钢较好，调质230HB270HB。其上的导套孔与导套采用H7/K7配合；其推杆孔与推杆单边间隙为05MM；其动模仁上的塑件推杆孔与塑件推杆采用H7/E7配合。5）支承板350MM50MM，厚度50MM支承板起到支撑动模板的作用，要承受一定的压力。所以用材料为45钢，调质230HB270HB。6）垫块63MM350MM，高度100MM（1）主要作用，在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。（2）结构形式，可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。（3）垫块材料，垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具采用Q235A制造。（4）垫块的高度H校核MS108753205321式中顶出板限位钉的厚度，该模具设限位钉高度5MM；推板的厚度，为25MM；2H2424推杆固定板厚度，为20MM；3HS推出行程，为32MM；推出行程富余量，一般为3MM6MM，取5MM。7）动模座板450350MM，厚30MM材料为45钢（S55C），其上的推板导柱孔与推板导柱采用H7/N6配合。8）推板220MM350MM，厚25MM其上的推板导套孔与推板导套采用H8/K6配合，用4个M12的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。9）推杆固定板220MM350MM，厚20MM材料为45钢（S55C）。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/K6配合；复位杆孔与复位杆、推杆孔与推杆均采用单边间隙为05MM配合。45合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。该模具采用标准模架，模架本身带有导向装置（导柱导向机构）做模具的粗定位，本模具的型腔在动定模两方都有，为了使合模更准确，使塑件分型线处没有错模痕迹，需采用精密导向定位装置，因此选用锥面定位块做精定位。1）精定位块的选型和布置跟进参考书2表741，选用锥面精定位块，型号为JDK50，如图所示。在充分考虑到导柱、复位杆、限位拉杆等零件分型面布置后，准确地选择锥面定位块的位置。锥面精定位块2525定位块在分型面上的布置2）推板导柱与导套设计该模具采用推板导柱固定在动模座板上的形式，对于本套模具，导柱主要对推出系统起导向作用。该模具设置了4套推板导柱与导套，它们之间采用H7/E7配合，其形状与尺寸如图所示。4）支撑柱的设计支撑柱能起到减小模板厚度、改善模板受力状况、提高模板刚度的作用。用螺钉固定在动模座板上，材料为45钢。本模具设有4根支撑柱，直径为30MM，如图所示。262646脱模推出机构的设计注射成型每一循环中，浇注系统凝料、塑件必须准确无误地从模具的流道、凹模中或型芯上脱出，完成脱出凝料和塑件的装置为脱模机构，也常称为推出机构。本套模具的推出机构形势较为简单。浇注系统凝料采用凝料推板推出，塑件采用推杆推出。1）浇注系统凝料的脱出机构开模第一次分型时，由于圆形拉模扣（开闭器）的作用，主分型面不能打开，在压缩弹簧的作用下，位于定模的分型面打开，分流道凝料在拉料杆的作用下，拉断点浇口，从定模板中脱出；当定模板与推凝料板分开到一定距离时，由于定距拉杆及螺钉的作用，分型面打开，使凝料推板在开模方向上移动10MM，从而使拉料杆的锥形段从分流道的凝料中脱出，脱出距离有保证。分型顺序定居拉杆及定距螺钉2）塑件的推出机构（1）该模具全部采用圆形推杆，根据推杆布置原则、型芯大小和可供布置推杆的空间，初步设置有三种不同直径的规格，其中M654、（2）推杆直径与模板上的推杆孔采用H7/F8间隙配合。（3）通常推杆装入模具后，其端面应与型芯上表面平齐，或高出型芯上表面005MM010MM。2727（4）推杆与推杆固定板，通常采用径向单边05MM的间隙，推杆抬肩与沉孔轴向间隙003MM005MM。这样能在多推杆的情况下，不应各板上推杆孔间隙加工误差而引起的轴线不一致而发生卡死现象。（5）推杆的材料常用4CRMOSIV1、3CR2W8V，热处理要求硬度45HRC50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度为RA08M3）脱模力的计算脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力，它包括包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。脱模力是注射脱模机构设计的重要依据。但脱模力的计算与测量十分复杂。其计算方法有简单估算法和分析计算法。下面应用简单估算法对该模具的脱模力进行计算。脱模力有两部分组成，有参考书2公式中（242），即总脱FBCE式中塑件对型芯包紧的脱模力；C使封闭壳克服的真空吸力。BF（1）第一、二分型时脱模力主要由浇注系统凝料产生。当塑料熔体冷却时，会产生收缩，分流道是依靠拉料杆把点浇口拉断并从分流道拉出而主流道凝料是依靠推凝料板把拉料杆强制从分流道凝料中拔出及主流道从衬套中脱出。开模力大，因此脱模力也大，所以浇注系统凝料的脱模可不进行脱模力的核算。（2）第三次分型时的脱模力当一、二分型结束后，定模座板与定模板分开一定的距离，由于定距拉杆的作用会使定模板停止运动，从而使圆形拉模扣脱开，进行第三次分型时，定模板与动模板分开，即主分型面打开。这时脱模阻力主要由位于定模仁上的塑件部分对其产生脱模阻力即位于动模仁上的塑件部分对其产生的脱模阻力两者所组成。分析或计算动、定模脱模阻力的目的是确定主分型面打开后是留在动模还是定模。定、动模脱模力的分析，定模仁上有三个型芯，计算复杂，也不可能精确，从分型面的位置可知，塑件大部分都在动模部分，开模后塑件不可能留在定模，定模也无需设置推出机构。动模仁上脱模阻力的计算，将包裹在动模型芯上的塑件部分处理为矩形框，而其台阶忽略不计。2828由于，而，故视057426085BLDK1047TDK为薄壁塑件，应用公式得NTHTEFQJFC9805289311235式中脱模系数，ABS取045；CF塑料的线膨胀系数；1508CE在脱模温度下，ABS的抗拉弹性模量，取；MPA3102塑料软化温度，取；FT1脱模时塑件温度，取；JC60T壁厚，取15MM；H型芯脱模方向高度；305MM在脱模方向下塑料的泊松比，为035以上系数全部见参考书2表212其中953601COSIN4501COSIN1CFK式中脱模斜度。由于塑件顶部存在通气孔及推杆与空也存在气息，包裹在动模仁型芯上的塑件会与外界相通，故不存在真空吸力。顶部透气槽产生的脱模力计算因为，故属于厚壁10537TBLNDTATEKFFKKCJFCC3501438521222式中148KD25MAC其余符号意义同上。NF6483722929根据上述计算可得动模部分总的脱模力为N842068172FQ1动模4）脱模力的校核当进行塑件退出时，由于注射机的顶出力（70KN）大于动模部分的脱模力，因此塑件可顺利脱出。5）推杆接触应力的校核推杆接触面积（单腔面积）MA8417542总推接触应力MPAPA71630F式中ABS塑料在脱模温度下的许用接触应力，见参考书2表212取。MPA71因此，本模具推杆的推出面积是可满足要求的，塑件不会产生顶白现象。47排气系统的设计在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂会发所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等，这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆等的间隙排气。有时为了防止塑件在顶出时造成真空而变形，必须设置排气装置。如果情况特殊必须开设排气槽。该模具的排气系统设计为在该套模具的分型面处设置好了8条排气槽。48温度调节系统注射模具设计温度调节系统的目的，就是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的效率。30301）加热系统。由于该模具的模温要求在以下，又是中小型模具，所以C50无需设置加热系统。2）冷却系统和冷却介质。一般注射到模具内的塑料温度为左右，而C20塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在以下。热塑性塑料在注射成型后，60必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。对于黏度低、流动性好的塑料，因为成型工艺要求模具温度都不太高，所以用常温水对模具进行冷却，由于ABS的流动性为中等，且水的热容量大，成本低，传热系数大，故该模具亦采用常温水冷却。3）冷却系统的简略计算。如果忽略模具因空气对流，热辐射以及注射机接触所散发的热量，不考虑模具金属材料的热阻，可对模具冷却系统进行初步的简略计算。（1）求塑件在固化时每分钟释放的热量Q塑料制品的体积663CM714286351NV塑分主塑料制品的质量G90472M塑件壁厚为15MM，差参考书1表434得冷却时间。取注射时ST75冷间，脱模时间，则注射周期S52注TS8脱T6脱冷注T由此得每小时注射次数为225次。单位时间内注入模具中塑料熔体的总质量HKGNMW/104925JQ631式中ABS单位质量放出的热量，差参考书1中表435，为，取。HKJ4031HKJ50（2）求冷却水的体积流量3131MIN/1082518740630321CWQQV式中冷却水的密度，为；3MKG冷却水的比热容，为；1CCJ冷却水出口温度，取；25冷却水进口温度，取。20（3）求冷却管道直径D查参考书1表中430，为使冷却水处于湍流状态，取D8MM。（4）求冷却水在管道内的流速VSMSDQVV/61/420814369504232小于最低流速166，达不到湍流状态，但是与最低流速相差很小，所SM以基本上能达到湍流状态，满足冷却要求。（5）求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数H因为平均水温为225，查参