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湖南 文理 注塑 观察窗 成型 工艺 模具设计 CAD 机械

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装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号工 序 号3产品名称零件名称型芯工序名称磨材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件1CrWMn加工车间切 削 液设 备金工名 称型 号夹具名称及 编 号辅助工具磨床M114W更改内容工步号工 步 内 容刀 具量 具走刀长度（mm）单边余量（mm）走刀次数切削深度进给量（nn/r或mm/min）主轴转速（r/min）切削速度（m/min）基本时间（min）1磨上、下两平面砂轮游标卡尺267352623015.4设计者；指导教师共5页第1页注：大而复杂的零件允许另用纸绘出工序图，附在卡片后面。装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号工 序 号5产品名称零件名称型芯工序名称铣削材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件1CrWMn加工车间切 削 液设 备金工名 称型 号夹具名称及 编 号辅助工具电火花机床更改内容工步号工 步 内 容刀 具量 具走刀长度（mm）单边余量（mm）走刀次数切削深度进给量（nn/r或mm/min）主轴转速（r/min）切削速度（m/min）基本时间（min）1用铣床加工外形（留0.5mm磨削余量）铣刀游标卡尺267352624015.4设计者；指导教师共5页第2页装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号工 序 号6产品名称零件名称型芯工序名称磨材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件1CrWMn加工车间切 削 液设 备金工名 称型 号夹具名称及 编 号辅助工具万能工具磨床更改内容工步号工 步 内 容刀 具量 具走刀长度（mm）单边余量（mm）走刀次数切削深度进给量（nn/r或mm/min）主轴转速（r/min）切削速度（m/min）基本时间（min）1磨光上、下两平面磨刀游标卡尺267352624015.4设计者；指导教师共5页第3页装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号工 序 号7产品名称零件名称型芯工序名称磨材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件1CrWMn加工车间切 削 液设 备金工名 称型 号夹具名称及 编 号辅助工具万能工具磨床Z525更改内容工步号工 步 内 容刀 具量 具走刀长度（mm）单边余量（mm）走刀次数切削深度进给量（nn/r或mm/min）主轴转速（r/min）切削速度（m/min）基本时间（min）1成型磨削，按一定的磨削程序磨削型芯的外形磨刀游标卡尺27216.51.25261.3612.2设计者；指导教师共5页第4页装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工序卡片产品型号零件图号工 序 号9产品名称零件名称型芯工序名称精修材料毛坯种类同时加工件数牌号硬度铸件1CrWMn加工车间切 削 液设 备金工名 称型 号夹具名称及 编 号辅助工具万能工具磨床更改内容工步号工 步 内 容刀 具量 具走刀长度（mm）单边余量（mm）走刀次数切削深度进给量（nn/r或mm/min）主轴转速（r/min）切削速度（m/min）基本时间（min）1型芯外形与型腔配间隙磨刀游标卡尺25.5251680022.7设计者；指导教师共5页第5页装订线湖南文理学院机械工程学院机械加工工艺过程卡片产 品 型 号零 件 图 号产 品 名 称型芯零 件 名 称型芯材料CrWMn毛坯种类铸件毛坯尺寸每坯件数1每台件数1工序号工序名称工序内容加 工车 间设 备夹 具刀 具量 具单件工时(min)名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1备料锻件（退火状态）2热处理退火机加工3磨平面磨上、下两平面机加工磨床专用夹具砂轮游标卡尺4钳工钳工画线，画出型芯轮廓线机加工5铣削用铣床加工外形（留0.5mm磨削余量）机加工电火花机床专用夹具铣刀游标卡尺6热处理淬火与回火，检查硬度，表面硬度达到5862HRC机加工7磨平面磨光上、下两平面机加工万能工具磨床专用夹具磨刀游标卡尺8磨削成型磨削，按一定的磨削程序磨削型芯的外形机加工万能工具磨床专用夹具磨刀游标卡尺9精修型芯外形与型腔配间隙机加工万能工具磨床专用夹具磨刀游标卡尺10钳工将型芯压入固定板一起平磨机加工设计指导老师共 1 页第 1 页湖南文理学院本科生毕业设计题 目：油液观察窗注塑成型工艺及模具设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间油液观察窗注塑成型工艺及模具设计目 录中文摘要及关键词III英文摘要及关键词IV第1章 绪论1第2章 塑件注塑成型的工艺分析22.1塑件的零件图22.2塑件的主要技术要求22.3塑件的结构分析22.4塑件的成型工艺分析32.5塑件材料的成型工艺参数32.5.1性能特点32.5.2成型特性42.5.3 AS塑料主要的性能指标4第3章 注射成型过程及工艺参数的确定53.1注射成型过程53.2成型工艺参数5第4章 模具设计方案论证74.1分型面设计74.1.1 确定分型面形式74.1.2 分型面的选择原则74.1.3 分型面的方案确定74.2型腔数量初步确定84.3 型腔的排列方式8第5章 注塑机的选择95.1注射量计算95.1.1 塑件体积、质量计算95.1.2 浇注系统凝料95.2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95.3选择注射机105.4 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核10第6章 浇注系统设计136.1主流道的设计136.1.1主流道尺寸136.1.2浇口套的形式及其固定146.1.3 冷料穴的设计146.2 浇口的设计156.2.1 浇口形式及位置的确定156.2.2 浇口截面尺寸的计算166.2.3 浇口剪切速率的校核166.3 排气系统的设计17第7章 模具成型零件的结构设计及理论计算187.1 成型零件的结构设计187.1.1 型腔设计187.1.2 型芯设计187.2成型零件工作尺寸计算197.2.1 型腔尺寸设计计算197.2.2 型芯尺寸设计计算217.3 型腔型芯的材料选择22第8章 脱模机构设计238.1 脱模机构的设计原则238.2 推出形式的确定238.2 合模导向机构的设计24第9章 温度调节系统和排气系统的设计269.1温度调节系统的设计269.2 排气系统的设计27总 结28参考文献29致 谢30 III中文摘要及关键词摘 要：本次设计介绍了油液观察窗的注塑模设计。设计内容包涵了整个注塑模的设计，包括对塑料制品的结构工艺性分析、塑料所用材料的成型工艺参数确定、选择合适的注塑机、对模具结构的设计及尺寸的确定、模具机构相关参数的选取以及模具的受力分析，其中模具方面的设计囊括了注射模成型零部件设计、浇注系统设计、温度调节系统设计、复位机构设计、导向脱模机构设计等，后对相关系统设计的校核，从而确保设计的准确性。关键词： 油液观察窗,注塑模,注塑机V英文摘要及关键词This design introduces the design of injection mould of the oil sight glass. Design content includes has whole injection die of design, including on plastic products of structure process sex analysis, and plastic by with material of forming process parameter determine, and select right of injection machine, and on mold structure of design and the size of determine, and mold institutions related parameter of selected and mold of by force analysis, which mold aspects of design includes has injection die forming parts design, and pouring system design, and temperature regulation system design, and reset institutions design, and oriented release institutions design, Hou on related system design of check, To ensure the accuracy of the design.Keywords: oil sight glass, injection molding, injection molding machine 油液观察窗注塑成型工艺及模具设计第1章 绪论热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其充模流动特性及收缩率也不同。基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料绞链制品。在日常生活中占据着非常重要的作用在现代工业生产领域。采用注塑工艺代替传统的加工工艺,可以提高生产效率，保证零件的质量，节约材料，降低生产成本，实现较高的生产效率。因此，机械、电气、仪表、化工、汽车和航空航天等领域，塑料已经成为一个很好的替代品的金属材料，已被广泛使用。在发达国家，根据最新的统计，日本的制造商生产的塑料模具和冲压模具各占了40%，韩国模具钢材、43.9%的塑料模具的生产，产量占44.8%的冲压模，有460模具企业在新加坡，60%生产的塑料模具，生产模具和夹具的35%。作为一种最有效的方法，塑料成型注塑技术有一个成型可以各种各样的复杂的结构和尺寸精度的塑料零件。成型周期短、高生产率、低成本、易于实现自动化或当大规模生产的优点，因此，自动化生产的世界是大约一半的注塑成型模具生产模具。30第2章 塑件注塑成型的工艺分析2.1塑件的零件图本制件外形尺寸不大，同时塑料熔体流程不太长；适合于注塑成型，如图所示：图2.1 塑料制品的二维图2.2塑件的主要技术要求（1）塑件材料：AS；（2）厚度：2mm；（3）未注圆角1mm；（4）塑件外观Ra6.3。2.3塑件的结构分析油液观察窗为薄壁制件，比表面积大，可能的工艺方案较多。其长70mm，最宽的地方为35mm，壁厚2mm。查表2-1得塑件型芯和凹模的统一脱模斜度为。表2-1 常用塑料的脱模斜度塑料名称脱模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、氯酰胺、氯化聚醚25452045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35403050聚苯乙烯、有机玻璃、AS、聚甲醛 351303040热固性的塑料254020502.4塑件的成型工艺分析油液观察窗的作用是为了保护灯头，因此对本身的要求不高。因此在设计时应考虑材料的流动性和注射速度；浇口设在塑件的上表面，采用点浇口，塑件脱模后留下痕迹小，整个塑件的主要厚度为3mm，为减小应力集中此处，此处必须设置圆角；为保证外观和简略后处理，应尽量避免飞边、毛刺。 2.5塑件材料的成型工艺参数2.5.1性能特点（1）AS是一种无毒、无味，呈微黄色的聚合物。（2）成型的塑料件有较好的光泽。（3）AS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。（4）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。（5）水、无机盐、碱、酸类对AS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，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。（6）AS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。（7）AS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。（8）经过色可配成任何颜色。（9）其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70度左右，热变形温度约为93度左右。（10）耐气侯性差，在紫外线作用下易变硬发脆。2.5.2成型特性（1）结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形。（2）收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统。（3）加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤。（4）软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模。（5）可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂。2.5.3 AS塑料主要的性能指标（1）密度 (Kg.dm-3) 1.021.16（2）收缩率 % 0.40.7（3）熔 点 130160（4）热变形温度 6598（5）弯曲强度 Mpa 80（6）拉伸强度 MPa 50（7）拉伸弹性模量 GPa 1.810（8）弯曲弹性模量 Gpa 1.4（9）压缩强度 Mpa 1839（10）缺口冲击强度 kJ/ 1120（11）硬 度 HR R6286（12）体积电阻系数 cm 1013（13） 击穿电压 Kv.mm-1 15（14）介电常数 60Hz3.7第3章 注射成型过程及工艺参数的确定3.1注射成型过程将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中间,经过加热熔融塑化称粘流态熔体,在注塑机的螺杆的高压推动下,以很大的流速通过喷嘴注入模具型腔,经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状,然后开模分型获得成型塑件。这样完成一次注射工作循环。3.2成型工艺参数（1）模具温度：对提高AS制品表面的质量、减小内应力有着重要的作用。但是提高模温，制品收缩率增大，成型周期延长。（2）压力：AS 熔体的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射时采用较高的注射压力。（3）成型温度：由于AS中有丁二烯成分，使得其耐热性不高，机筒温度不宜太高，加热时间也不宜太长，否则AS易变色。查的AS的工艺参数如下：（1）注塑机类型：螺杆式（2）喷嘴形式： 通用式（3）料筒一区 150170（4）料筒二区 180190（5）料筒三区 200210（6）喷嘴温度 180190（7）模具温度 5070（8）注塑压 60100（9）保压 4060（10）注塑时间 25（11）保压时间 510（12）冷却时间 515（13）周期 1530（14）温度（70）（15）时间（0.31）第4章 模具设计方案论证4.1分型面设计4.1.1 确定分型面形式分型面是分开模具取出塑件和浇注系统凝料的面，有水平分型面和垂直分型面之分。在能用水平分型面的情况下，应尽量选择水平分型面，显然该塑料制品用水平分型更加有利于脱模。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。结合塑件形状和优选平面的原则，选择分型面为平面形状。4.1.2 分型面的选择原则（1）保证塑料制品能够顺利脱模。（2）使分型面容易加工。（3）尽量避免侧向抽芯。（4）使侧向抽芯尽量短。（5）尽量减少塑件在合模方向的投影面积。（6）有利于保证塑件的外观质量。（7）尽可能使塑件留在动模一侧。（8）尽可能满足塑件的使用要求。（9）有利于排气。（10）长型芯应置于开模方向。（11）有利于简化模具结构。4.1.3 分型面的方案确定根据上述几点原则，为脱模方便，在满足塑件的主要要求的前提下，将型芯设置在动模部分，型腔和塑件设设置在定模部分。注塑模有单个分型面模具和多个分型面模具。由于塑料制品的特殊性，分型面有以下方案：图4.1 分型面（1）方案一：单分型面如图所示，根据分型面选择原则，分型面位置设置于断面轮廓最大处，且垂直于开模方向比较简单和规范，模具结构简单，制造方便。（2）方案二：双分型面其中一个分型面与方案一设置相同，另一个分型面设置在浇口套凝料中，并垂直于开模方向，模具结构较方案一复杂，制造难度加大如图4.1所示。考虑到本次设计对塑件外表面光洁度要求较低，并且属于薄壁塑件。方案一分型面简单，易脱模，投影面积最大，所以本次设计采用方案一。4.2型腔数量初步确定该塑件生产批量为大批量，塑件厚度小，可以考虑一模多腔。型腔浅故初步拟定采用一模两腔的结构形式。4.3 型腔的排列方式考虑型腔越多，模具精度越低，本次设计属于薄壁塑件，所以考虑一模两腔的结构。第5章 注塑机的选择注塑机是塑料注射成型的主要设备。按塑化方法来分，注塑机主要分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两大类。选用注射机要从实际出发，所选择的注射机需要满足注射制品的形状、重量、尺寸、注塑制品所用材料等方面的要求，同时还要考虑模具结构与尺寸对注塑机的要求等。这就要根据模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等参数通过计算，来选择注塑机。最后对选择的注塑机进行相关参数校核。5.1注射量计算5.1.1 塑件体积、质量计算本产品材料为AS，查书本得知其密度为1.02-1.10g/cm3，计算其平均密度为1.06 g/cm3，收缩率为0.3-0.8，平均收缩率为0.55。塑件体积：V塑14240mm3塑件质量: m塑V塑1.061424015.1g 5.1.2 浇注系统凝料浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值，但是可根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.6倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为 ： V总=1.6n V塑=1.6214.24=45.568 5.2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 由 查模具设计指导表6-5AS塑料成型时的注射压力=7090MppF式中 p塑料成型时型腔压力，AS塑料的型腔压力p=90Mpa F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和（mm2）各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积 F=35.3*35.3*3.14*2=3912 mm2 pF=903912/1000=352KN 因为=900KN pF=352KN 故合格注射机安装模具部分的尺寸校核喷嘴尺寸：喷嘴尺寸与浇口套相适应，浇口套是根据喷嘴尺寸来设计的；定位环尺寸：定位环高度10mm，直径100mm（与定位孔相配合）；模具厚度：Hmin=200mm250Hm=Hmax=300mm 合格 5.3选择注射机表4.1 注塑机选择项目XS-ZY125结构形式立理论注射容量/cm3125螺杆（柱塞）直径/mm42注射压力/Mpa119锁模力/KN900拉杆内间距/mm260290移模行程/mm300最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200喷嘴球半径/mm16喷嘴口孔径/mm6根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况，可初步选用的注射机为XS-ZY-125（主要考虑到模具高度）。5.4 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核（1）型腔数量的校核按注射机的最大注射量校核型腔数量 式中 K注射机最大注射量的利用率，一般取0.8； Vg注射机额定注射量（，g）； Vj浇注系统凝料量（，g）； Vn单个塑件的容积或质量（，g）符合要求，即型腔数量形式确定为一模两腔。（2）注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型周期内所需要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，取最大值为80%，则注射量以容积表示最大注射容积为： 式中 正常工作条件下所选注射机所能提供的最大容积（）； v所选注射机理论注射容积（），该注射机为192； 注射系数最小注射容积： 故每次注射的实际容积应满足，而=45.568，符合要求。（3）锁模力的校核计算投影面积与锁模力远小于所选注射机的投影面积和锁模力，故满足要求。（4）注射压力的校核所选注射机额定注射压力为119，该塑件的注射压力为59-89，由于选用的是螺杆式注射机，其注射压力的传递比柱塞式要好，故注射压力选用70，注射应满足 式中: 注射机额定注射压力； 注射成型时所用的注射压力；K安全系数,常取,取1.3。， 符合要求。（5）开模行程的校核本设计中采用的是单双分型面注射模，故： （4.12）式中：模具所需开模距离（）； 塑件脱模需要的顶出距离（）； 塑件总高度（包括浇注系统凝料）（）；根据表4.1，开模行程为300；塑件脱模需要的顶出距离可取50；根据塑料件结构可知塑料件高度为10.2，故可取=15。则：，符合要求。油液观察窗注塑成型工艺及模具设计第6章 浇注系统设计影响顺利充模的关键之一是浇注系统的设计，作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件，它直接影响了塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）和注塑成型周期。普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。6.1主流道的设计主流道是指连接注射机喷嘴与分流道的塑料熔体通道，是熔体注入模具最先经过的一段流道，其形状、大小会直接影响熔体的流动速度和注射时间，因此它的设计很关键。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度和压力的塑料熔体冷热交换的反复接触，属于易损件，对材料的要求高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式浇口套。主流道套通常由高碳工具钢制造并热处理淬硬。6.1.1主流道尺寸结合所选注射机型基本参数，主流道的参数有：（1）主流道通常设计成圆锥形，取锥角，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。（2）主流道大端与风流道相接处应有圆角过渡，其半径取r=13mm,以减少流速转向的阻力，r=1.5mm.（3）主流道与注射机喷嘴接触处球面的圆弧必须吻合，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(12),其小端直径D=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。在此模具中取r2=1112mm。主流道要与高温高压的塑料熔体以及喷嘴反复接触和碰撞，因此主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，方便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端亦可做定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=510mm。同时因该闹钟后盖采用AS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。浇口套如图6.1：图6.1 浇口套6.1.2浇口套的形式及其固定由于模具主流道比较长，为保证固定牢固，则应利用螺钉来固定。为便于拆卸，浇口套采用分体式结构，则定位圈可采用螺钉连接固定如图6.2：图6.2 主道衬套的固定形式6.1.3 冷料穴的设计为防止喷嘴口部的低温料头阻塞浇口或进入型腔，在主流道末端相对的动模板上开设冷料穴。当分流道较长时，在分流道的末端有时也设冷料穴。油液观察窗注塑成型工艺及模具设计6.2 浇口的设计浇口亦称进料口，是流道与型腔的通道，是浇注系统的关键部分。它的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度晋如并充满型腔，型腔充满后，浇口应按要求迅速冷却封闭，防止预塑时型腔内还为凝固的熔体回流。浇口的形状、尺寸和进料位置对塑件的成型质量影响很大，浇口设计与塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。浇口的截面要小、长度要短，这样才要可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离或切除，不留明显的浇口痕迹。6.2.1 浇口形式及位置的确定浇口形式有：（1） 直接浇口是一种最简单的浇口，这种浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失小，成型容易，适用于任何塑料；多用于单型腔模具，模具结构简单而紧凑，因此有利于成型大型塑件和壁厚塑件。（2） 侧浇口亦称为普通浇口，一般设置在分型面上，由制件边缘进料，适于单腔模和多腔模采用。截面形状多为矩形，便于机械加工修整。由于它可以根据塑件形状特点合理选择开设的位置，适应性强，因此在中小型模具中使用广泛。（3） 扇形浇口是侧浇口的一种变异形式，常用来成型宽度较大的薄片状塑件。（4） 点浇口点浇口的截面尺寸很小，常用于成型各类壳类、盒类塑件。其选择进料位置灵活，成型后表面质量好，塑件剪切速率高，开模时浇口可自动拉断。但采用点浇口时，塑料的流动性不能太差，不利于成型平薄易变形及形状复杂的但精度要求又高的塑件， 且必须使用三板式双分型面模具或二板式热流道模具等较复杂的模具结构，成本较高。（5） 环形浇口和盘形浇口此种浇口用于成型圆筒形或中间带有孔的塑件。环形浇口开设于圆筒形塑件的外侧，盘形浇口则是内侧，两者工作原理相似，特点是物料先充满整个圆周然后同时进料，各处进料流速大致相同，从而使模腔内的空气更容易排出，避免了熔接痕的产生。他的缺点是去除浇口比较麻烦，浇口痕迹明显。除了上述浇口类型，另外还有膜状浇口、轮辐浇口、爪形浇口、护耳浇口等。考虑到本设计中的模具是圆筒形塑件的一模两腔模具，结合塑料性能、塑件尺寸、生产批量、成型周期、生产成本、生产效率等因素，因此选择点浇口。如图6.3所示图6.3 浇口设置6.2.2 浇口截面尺寸的计算一般情况下，设盘形浇口的厚度，则按经验公式： 式中:塑料材料系数； t塑料壁厚。对于盘形浇口，一般浇口长度取=0.751.0，厚度取，AS塑料材料系数n=0.7，塑料壁厚。则厚度，长度。6.2.3 浇口剪切速率的校核查手册得知，AS的剪切速率一般为104s左右，则剪切速率： 式中：q单位时间注射量（注射量/注射时间）； R浇口的当量直径。单位时间注射量q：浇口的当量直径R： 式中：A实际流道的截面面积； L实际流道截面的周边长度。实际流道的截面面积A： 实际流道截面的周边长度L： 带入数据，当量直径R=0.562；则剪切速率791845s，符合要求。6.3 排气系统的设计由于塑料熔体是在短时间充满模腔的，因此需要设置排气系统。若排气不顺畅，将造成塑料缺料、组织蓬松等缺陷。一般中小型模具靠分型面和配合间隙足以排气。本塑料件的模具属于中小型模具，可靠分型面两侧模板表面一定不平度产生的间隙排气，另外塑件下方的推杆、侧面型芯都与模具间隙配合，这些间隙也是排气通道。第7章 模具成型零件的结构设计及理论计算模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件，一般包括凹模、凸模、型芯、型环和镶件等。作为复制塑件用的成型零件，直接与塑料接触，其几何形状、尺寸精度和表面粗糙度均比塑料本身的条件要求要高，所以成型零件一般由优质钢材制作而成。7.1 成型零件的结构设计7.1.1 型腔设计型腔即凹模，是成型塑件外表面的零部件。按结构分，可分为整体式和组合式两大类，组合式又分为多种不同结构的组合方式。本设计的塑件为中小型塑件，可采用整体式凹模，嵌入型腔固定板，主要是从制作凹模难度低，结构简单，不会使塑件产生接线痕迹等方面考虑如图7.1所示：7.1 型腔设计7.1.2 型芯设计型芯即凸模，是用于成型塑件内表面的零部件。凸模也分为整体式和组合式两类。型芯结构设计也应用整体式，可节省贵重模具钢，减少制造工作量。因为包紧力较大，所以成型塑件内壁的型芯装在型芯固定板上如图7.2：图 7.2 型芯设计7.2成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。成型零件的工作尺寸及精度等级应根据塑件的尺寸精度等级确定。成型零部件工作尺寸计算方法有平均值法和公差带法两种，在此为了便于计算采用平均值法。该塑件的材料是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.2%0.5 %,故平均收缩率为 0.35%。根椐塑件的要求，由表可查得：该塑件可按精度等级为级精度选取。7.2.1 型腔尺寸设计计算（1）径向尺寸计算（相关公式参见塑料制品成型及模具设计第79-80页）型腔径向尺寸的计算：L+z =（1+Scp）LS-3/4+z L型腔径向尺寸（mm）LS塑件径向公称尺寸（mm）Scp塑料的平均收缩率（）塑件公差值（mm）z 型腔制造公差（mm）由：LS1=50 mm Ls2=70 mm 又查表知级精度时塑件公差值 1= 0.22mm 2= 0.30 mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。由于： z= 1/4 得： z1=1/40.22=0.05 mm z2=1/40.30=0.08 mm则： L1+z=（1+Scp）LS-3/4+ z =（1+0.6%）50-3/40.22+0.05 =50.15+0.05 mm L2+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+0.6%）70-3/40.30+0.08=70.26+0.03 mm（2）型腔深度尺寸的计算型腔深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+z =（1+Scp）LS-2/3+ zH型腔深度尺寸（mm）z型腔深度制造公差（mm）其余符号同上由：HS1=100 mm HS2=70mm 取精度时1=0.44 mm 2=0.30 mm 由z=1/4得： z1=0.11 mm z1=0.08 mm则：H1+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.6%）100-2/30.44+0.11 =100.3 +0.11 mmH2+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.6%）70-2/30.30+0.08 =70.22+0.08 mm7.2.2 型芯尺寸设计计算（1）型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法：Lz =（1+Scp）LS+3/4 zL 型芯径向尺寸（mm）z 型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=64mm LS2=44 mm 取精度时1=0.30 mm 2=0.20 mm由z=1/4得：z1=0.08 mm z2= 0.05 mm 则：L1z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.6%）64+3/40.300.08 =64.6090.08 mmL2z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.6%）44+3/40.200.05 =44.4140.05 mm（2）型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： Hz =（1+Scp）LS+2/3zH型芯高度尺寸（mm） z型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：H1=33 mm H2=67 mm 取精度时 1=0.16 mm 2=0.40 mm 由z=1/4得：z1=0.04 mm z2=0.1 mm 则：H1z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.6%）33+2/30.160.04 =33.3040.04 mmH2z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.6%）67+2/30.400.1 =67.672 0.1 mm7.3 型腔型芯的材料选择根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等，兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能，同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法来选材。根据本次设计的制品外观要求高、需要大批量生产及经济性，选用P20预硬化塑料模具钢，硬度HRC3042。 第8章 脱模机构设计塑料件成型后，是制件及浇注系统凝料从成型零件上脱出的机构称为脱模剂够，又称推出机构。脱模机构的设计直接影响塑料件的质量，是塑料模设计的重要环节之一。脱模机构按推出零件结构分，可分为推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构、活动镶块及凹模脱模机构、多元综合脱模机构。脱模机构主要有推出零件、推出零件固定板和推板、脱模机构的导向与复位部件等组成。8.1 脱模机构的设计原则（1）推出机构应近尽量设置在动模一侧。（2）保证塑件不因推出而变形损坏。（3）机构简单，动作可靠。（4）良好的塑件外观。（5）合模时的准确复位。8.2 推出形式的确定根据塑料件呈壳形、薄壁及外表面不允许留下推出痕迹等特点，因此采用斜推杆推出机构。结构形式如下图所示：图8.1 推出机构形式油液观察窗注塑成型工艺及模具设计油液观察窗注塑成型工艺及模具设计本次模具设计中采用斜顶完成产品内得脱模，和推杆完成产品的整个脱模。图8.2 推杆的具体形状8.2 合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合的时候要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构来引导，导柱安装在动模一边或定模一边都可以，通常导柱设在主型腔附近。导向机构的主要作用有：定位、导向以及承受一定侧压力。为了避免装配时方位搞错进而损坏模具，还能在模具闭合后使型腔保持正确形状，避免位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔的时候会产生单向侧压力，由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先要由导向机构接触，引导动定模正确闭合，以免凸模或型芯先进入型腔，位置不正确而损坏零件。由于注塑压力的不定向性就会对导柱进行径向的剪力，会导致导柱容易折断。本次模具设计无导柱，利用大拉杆代替导柱进行导向。 图8.3 大拉杆、衬套零件油液观察窗注塑成型工艺及模具设计第9章 温度调节系统和排气系统的设计9.1温度调节系统的设计塑件成型过程中，模具温度会直接影响到塑件的充模、定型、成型周期和塑件质量，并且对生产效率起到决定性的作用。在注射过程中，冷却时间约占注射成型周期80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对每个模具的温度要求也不相同，因此，为了塑件的质量和成本，我们需要认真考虑模具冷却系统的设计及优化分析。模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用都会很大影响注射模冷却。下面是模具温度对塑件的影响：(1) 模具温度低可降低塑件的收缩率。(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可减少塑件的弯曲变形。(3) 对于结晶性聚合物，提高模具温度可以让塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但会延长生产周期，同时会使塑件发脆。(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。(5) 提高模具温度可以改善塑件的光洁度。在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度因注塑产品使用的塑料是AS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：（1）确定加热或是冷却；（2）模温均一，塑件各部分同时冷却；（3）采用低的模温，快速且大量通冷却水；温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。9.1 运水的布置为经典环绕型运水9.2 排气系统的设计AS料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：（1）利用配合间隙排气；（2）在分型面上开设排气槽排气；（3）利用排气守排气；（4）强制性排气。该模具是采