注塑模毕业设计说明书

郑州信息科技职业学院 郑州信息科技职业学院 毕业 系别：机械电子系 专业：08机械设计与制造1班 姓名：付宝垒 学号：083000847 指导老师：李润娟 完成时间：2010.11.28 目录 1目录 4摘 要 5Abstract 6第一章 绪论 61.1 塑料与塑料模具概述 61.1.1 塑料的优缺点 71.2 塑料的组成 71.3 塑料的分类 71.4 塑料制品与塑料模具 71.4.1 塑料制品 81.4.2 塑料模具 81.5 塑料的注塑成型 9第二章 注塑模结构 92.1 注塑成型原理及注塑过程 92.2 注射模具结构组成及典型结构 92.3 热塑性塑料注射模的特点 11第三章 塑件设计及分析 113.1 制品材料性能 113.1.1 ABS的成型特性与工艺参数 123.1.2 收缩率 123．2 制件分析 123.2.1 制品形状 133.2.2 尺寸精度 133.2.3 表面质量 13第四章 成型件设计 144.1 成型件的结构设计 144.1.1 凹模的结构设计 154.2 成型件的材料选择 174.3 成型件钢材的热处理要求 174.4 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 184.5壁厚的计算 184.6 成型件配合尺寸的公差要求 20第五章 分型面的设计 205.1 制品在分型面的位置 205.2 分型面的形式 205.3 分型面的选择原则 215.4 分型面的选择 22第六章 浇注系统的设计 236.1 浇注系统设计原则 236.2 主流道设计 236.2.1 主流道设计要点 246.2.2 分流道设计要点 246.2.3分流道的截面形状 256.2.4浇口套的设计 266.3 浇口的设计 266.3.1 浇口的选择 266.3.2 浇口位置选择 266.3.3 浇口形式的确定 28第七章 注塑机与模架的选择 287.1 注塑机简述 287.2 注塑机的类型 287.3 注塑机的组成 287.4 最大注射量 287.5注射压力的确定 297.6 所需锁模力的确定 297.7 初选注塑机 307.8 选择模架 317.9 注射机性能参数校核 317.9.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 317.9.2 开模行程的校核 317.9.3 模具在注射机上的安装 32第八章 推出结构的设计 328.1 合模导向机构的设计 328.2 推出机构的组成及各部分作 328.3 推出机构的分类 338.4 推出机构的设计原则 338.5 推件力的计算 348.6 确定推出方式及推杆位置 348.7 复位杆的设计 35第九章 冷却系统的设计 359.1 模温对制品质量和生产效率的影响 359.1.1 温度对制品质量的影响 359.1.2 温度对制品生产效率的影响 359.2 模具冷却系统的设计 359.2.1 冷却水口的设计 369.2.2 冷却回路的设计 369.3 模具加热系统的设计 第十章 排气槽的位置及排气方式 37 3810.1 排气槽位置的确定 3810.2 注射模的排气方式 第十一章 制品的脱模设计 39 11.1 脱模结构的设计原则 39 3911.2 脱模结构的分类 40总结 41感谢 42参考文献 摘 要 本次毕业设计是为了让我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和注塑模设计的基本原理和放法，拟定夹具设计，完成夹具结构设计的能力，也能熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。也就是设计一副注塑模具来生产计算器外壳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对摩托车转向灯盖的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到摩托车转向灯盖的质量和加工工艺要求。 关键词：模具，注塑模，塑料模具，摩托车转向灯盖 Abstract The graduation project is to enable us to study the integrated use ofmechanical manufacturing processes in the basic theory, combined with the production of practical knowledge learned in practice, independent analysis and resolution of process issues, has designed a medium-complexity parts of the process specification capabilities fixture design and application of basic principles and put laws and the development fixture design, the ability to complete the fixture structural design, but also are familiar with and use of relevant manuals, charts and other technical information and preparation of technical documents and practice for basic skills.Through the entire design process, show that the mold can be achieved in this plastic parts required for processing. According to the subject's main task is to design calculator shell injection mold design. Also is to design an injection mold to produce plastic parts calculator shell products, in order to achieve automation to increase production. The specific structure for the calculator shell, the mold is the side of a single-gate injection mold parting line. As the plastic shell has an oval hole, set the straight guide column, the advantage is to simplify institutions so that mold shape narrowed significantly reduce manufacturing costs of the mold. Indicates that the mold through the mold design can achieve calculator shell quality and process technology requirements. 第1章 Keywords: mold, injection molding, plastic mould, motorcycle lights cover 第2章 绪论 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等。 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件。 日本的模具产能约占全球的40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。所以在许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； 1.1 塑料与塑料模具概述 1.1.1 塑料的优缺点 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。 组成：聚合物合成树脂（40%——100%）。 辅助材料：增塑剂 填充剂 稳定剂 润滑剂 着色剂 发泡剂 增强材料除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等。辅助材料作用：改善材料的使用性能与加工性能，节约树脂材料（贵）。 作为日常用品，塑料的用途已经广为人知，但由于它们的一些特殊优点，塑料在工业中的应用也已经非常普遍，主要有以下几个方面： 1 密度小、质量轻 2 比强度高 3 绝缘性能好、介电损耗低 4 化学稳定性高 5 减摩、耐磨性能好 6 减振、隔音性能好 塑料的缺点： 1耐热性差，高温下强度下降； 2有的塑料燃烧时，释放处刺激性、腐蚀性等有害气体； 3导热差，膨胀系数大，高温下易变形； 4在日光、大气、高温作用下产生老化； 5有的塑料制品，机械强度低。 从精度方面讲，塑料制品的使用范围也受到一定限制。换句话说就是，如果采用成型加工的方法生产塑料制品，要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成形时来得大。因此，在目前的塑料成型加工行业中，塑料制品的精度（即公差等级）有其自己单独的标准。 1.2 塑料的组成 塑料是以聚合物为主体，添加各种助剂的多组分材料。根据不同的功能，塑料所用的助剂可分为：增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充剂、增强剂、交联剂、着色剂、发泡剂等。 1.3 塑料的分类 根据合成树脂在受热后所表现的性能不同来划分，一般分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。 常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、有机玻璃(聚甲基丙烯酸酯)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)(尼龙)、聚碳酸酯(PC)、苯乙烯—丙烯腈(SAN)等。常见的热固性塑料有酚醛树脂、环氧树脂(EP)、氨基树脂、醋酸树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨基甲酸酯(PUR)等。 若按塑料的用途分类，又可分为通用塑料和工程塑料两大类。 1.4 塑料制品与塑料模具 1.4.1 塑料制品 塑料制品就是塑料用各种不同的模具和各种不同的成型工艺制造出来的，具有一定形状，一定使用功能和一定使用价值的产品。到目前为止，塑料已经成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。 1.4.2 塑料模具 塑料模具是一种用于压塑、挤塑、注射、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具，它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模，由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。塑料模具包括：注射模（也称注塑模）、压缩模、传递模、挤出模 中空吹塑模、真空成型模、压缩空气成型模、旋转成型模、发泡成型模、空气辅助成型模、水辅助成型模等多种塑料成型模具。 在上述各种塑料模具中，由于注射模具有高效精密、可成型各种复杂制品，工艺先进等诸多其它成型模具所不及的特点，而成为塑料制品成型工艺中最重要的并且起主导作用的是模塑成型工艺装备。 1.5 塑料的注塑成型 注塑成型的简单过程为：将粒状或粉状塑料经注塑机的料斗加到加热的料筒内，塑料受热熔融，在注塑机的螺杆或活塞的压力推动下，经喷嘴进入模具型腔，塑料充满型腔，经冷却硬化定型，脱模后而得到具有一定形状的塑件。 塑料的成型方法有注塑、挤压、吹塑、发泡膨胀、压缩、压延、热成型等，其中应用最广泛的是压延、挤压和注塑成型三种。 第二章 注塑模结构 2.1 注塑成型原理及注塑过程 注(射模)塑(或称注射成型)是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度，高质量的制品，而且可加工的塑料品种多和用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。 注塑成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后处理。 2.2 注射模具结构组成及典型结构 一般认为，注塑模由八部份组成。 1成型零部件2合膜导向机构3浇注系统4顶出脱模机构5侧向分型与侧向抽芯机构6排气机构7温度调节系统8支撑零部件 注塑模具典型结构： 1、两板模（大水口）：分流道开设在分型面上。 2、三模版（细水口）：多个分型面，包括垂直分型和水平分型面。应用：1）细点入水的单型腔或多型腔。2）侧向分型抽芯在定模一侧。3）塑件结构特殊，需要顺序分型。 3、斜顶、滑块模，活动镶块：塑件带有内侧凹凸槽或螺纹。 4、牙模或转苛模：塑件有内、外螺纹（注意产品要防转动） 5、定模设顶出机构：产品开模后留于定模，前模设有顶出机构：拉杆，拉板，液压系统。 6、热流道模具：节省塑料，提高生产效率，自动化生产，塑件质量高，生产批量大。 2.3 热塑性塑料注射模的特点 由于所成型的制品材料的不同，成型时模具温度也各不相同。因此，有的模具要进行冷却降温，而有的模具则需要加热升温。 常用热塑性塑料成型时的模具温度可见表2-1所示。 模具所需温度，一般地，在注射成型时由射入模具的高温塑料传导而得，不需另外加热升温。当连续注射成型一段时间后，模具超过所需的范围，则需冷却降温。当模具温度要求超过100℃时，比如成型聚砜制品时，要求模具温度达到130℃～150℃，尤其是在南方的冬季，成型车间无空调、室温较低时，模具的冷却水道改为注入50℃～100℃的水或油为模具加热升温就非常必要了。 表2-1 常用热塑性塑料成型时的模具温度 塑料名称 缩写 模具温度 塑料名称 缩写 模具温度 醋酸纤维素 CA 20—80 氯化聚醚 CPT 80—110 聚氯乙烯(硬) PVC 30—60 聚碳酸酯 PC 90—110 聚苯乙烯 PS 32—65 聚甲醛共聚 POM 90—120 改性聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 40—60 聚三氟氯乙烯 F-3 110—130 尼龙1010 N1010 40—80 聚全氟乙丙烯 F-46 110—130 苯乙烯-丁烯-丙烯睛共聚 ABS 50—80 聚苯醚 PPO 110—150 低压聚乙烯 PE 60—70 聚砜 PSF 130—150 塑料是在注射机料筒内加热、在恒温中塑化成为熔融状态的粘流体后射入模具内的。料筒温度和模具温度都是可以调节的，但调好后是恒定的，其温差一般在3℃～5℃之间。料筒温度由控温系统控制（模具由控温机控制）。 第三章 塑件设计及分析 3.1 制品材料性能 本塑件采用ABS材料，下面对其成型特性进行分析。 3.1.1 ABS的成型特性与工艺参数 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。 ABS塑料主要的性能指标： 密度       (Kg.dm-3)      1.13——1.14 收缩率       %       0.3~0.8 熔  点       ℃        130~160 热变形温度  45N/cm    65~98 弯曲强度    Mpa     80 拉伸强度    MPa   35~49 拉伸弹性模量  GPa    1.8 弯曲弹性模量   Gpa   1.4 压缩强度     Mpa      18~39 缺口冲击强度  kJ/㎡     11~20 硬  度     HR      R62~86 体积电阻系数  Ωcm    1013 击穿电压  Kv.mm-1     15 介电常数             60Hz3.7 3.12 ABS的注射成型工艺参数:  注塑机类型：螺杆式 喷嘴形式：   通用式    料筒一区   150——170 料筒二区   180——190 料筒三区   200——210 喷嘴温度   180——19 模具温度   50——70 注塑压      60——100 保压       40——60 注塑时间   2——5 保压时间   5——10 冷却时间   5——15 周期       15——30 后处理     红外线烘箱 温度（70） 时间（0.3——1） 3.1.2 收缩率 ABS具有较高的机械强度，流动性好，易于成型，成型收缩率小，理论计算收缩率为0.55%，溢料值为0.04mm，比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定，表面光泽 3．2 制件分析 3.2.1 制品形状 摩托车转向灯盖的结构、尺寸如图3.1所示。从外形上看，该制品几乎为圆弧状，在其俩侧有两个圆形的内孔。 3.2.2 尺寸精度 根据制品图可知，该制品的复杂程度一般。重要尺寸包括：80mm、70mm、20mm、R84mm、5mm等，尺寸精度为3～5级。制品壁厚最大处为2.3mm，最小处为1.8mm，壁厚虽不是很均匀，但整体较薄，有利于成形。 3.2.3 表面质量 该制品的外表要求光滑、无毛刺，没有其他特殊要求，是比较容易实现的。 通过以上分析可知，制品的总体要求不是很高，加工和成形都可以得到保证。 本次设计塑件如图3-1所示。 图3-1 第四章 成型件设计 4.1 成型件的结构设计 注塑模具闭合时,成型零件构成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、镶拼件、各种成型杆与成型环。成型零件承受高温高压塑料熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需克服与塑件的粘着力。在上万次、甚至几十万次的注塑周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许值之内。成型零件的结构、材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。 4.1.1 凹模的结构设计 凹模又名阴模，是成型塑件外表面的部件。在注射成型中，因多装在注射机的定压板（或叫静压板）上，所以，习惯上叫定模（或叫定模）； 凹模按照其结构的不同可以分为： (1)整体结构的凹模； (2)整体镶入结构的凹模； (3)局部镶拼结构的凹模； (4)四壁镶拼结构的凹模； (5)两瓣组合结构的凹模； (6)螺纹型环结构的凹模。 整体结构的凹模，结构简单易于制造，牢固，不易变形。制品上无镶拼结构留下的拼接痕，成型制品的外观质量较好，制造中省去了镶拼组合所需的工时和费用。相同的钢材截面尺寸、比强度较高。 整体结构的凹模适于形状比较简单或形状虽比较复杂但可用仿形机床等特殊加工方法加工出来，精度要求不高，使用寿命可成型几千至一万左右次的中、小型模具。基于整体结构凹模的这些特点和塑件形状及结构特点，本次设计的凹模采用整体结构的凹模，材料选用45#钢调质加工。凹模结构见图4-1。 4-1凹模结构示意图 4.1.2 凸模的结构设计 凸模又名阳模，是成型内表面的部件，在注射成型中，通常多装在注射机的动压板上，所以，习惯上叫动模。由于注射成型中常常让塑件留在凹模上，所以，凸模上装有顶出机构，以便塑件脱模。 凸模可以分为： （1）整体结构的凸模； （2）整体镶入结构的凸模； （3）镶拼组合结构的凸模三种。 由源文件零件图可知有两个圆孔。故采用整体结 构的凸模，见图4-2。 图4-2凸模结构示意图 4.2 成型件的材料选择       （1）机械加工性能良好。 （2）抛光性能优良。 （3）耐磨性和抗疲劳性能好。 在实际模具设计中可参考表4-1选择合适的模具钢材。 本产品采用的原材料ABS为一般性热塑性塑料。因此，其使用比较广泛，对ABS的几种应用环境及所选用的钢材进行对比后，并在其中选择比较适合本次设计的材料，因此应该选用的钢材型号为45钢。由于塑料模具形状往往比较复杂，据统计塑料模具的钢材成本费用占整个模具制造成本不到20%，而切削加工成本占绝大部分（约75%），因此选择模具材料时应考虑其加工性能，所以本次设计采用的钢材型号为45钢。 表4-1 塑料模具用钢及适应的工作条件 钢的类型 牌号 适应的工作条件 渗碳钢 12CrNi2、12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、20Cr2Ni4A 生产批量大，承受较大动载荷，受磨损较重的模具 10、20 生产批量较小，精度要求不高，尺寸不大的模具 调质钢 45、55 3Cr2Mo、40CrNiMoA、40CrNi2Mo、40CrMnMo、45CrNiMoVA、5CrNiMo、5CrMnMo、40Cr、4Cr5MoVSi、4Cr5MoVISi、35SiMn2MoVA 大型、复杂、生产批量较大的塑料注塑模或挤压成型模 高碳工具钢 Cr12、Cr12MoV、CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、Cr6WV、Cr4W2MoV、GCr15、SiMnMo 热固性塑料模具，生产批量较大，精度要求高及要求高强度、高耐磨的塑料注塑模 耐蚀钢 4Cr13、9Cr18、9Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV 要求耐腐蚀及表面要求较高的模具 沉淀硬化不锈钢 17-7PH、PH15-7Mo、PH14-8Mo、AM-350、AM-355 马氏体时效钢 Ni18Co8Mo5TiAL、Ni20Ti2AINb、Ni25Ti2AlNb、Cr5Ni12Mo3TiAl 复杂、精密、耐磨、耐腐蚀、超镜面的模具 4.3 成型件钢材的热处理要求 （1）成型件用的钢材均应进行调质处理以消除内应力； （2）成型表面有粗糙度要求的非亚光面的零件材料，其热处理后的表面硬度最低不的底于HRC32，一般均应达到HRC45以上，否则难以达到抛光效果； （3）精密、复杂、小型的型腔、型芯、镶件可选用65Nb、CG-2和012Al。 4.4 型腔、型芯工作部位尺寸的确定 查手册知ABS塑料的收缩率是0.3%～0.8%，则ABS塑料的平均收缩率为 Scp = ( 0.3% + 0.8% ) / 2 = 0.55% 。下表为计算的尺寸。 表4-2型腔工作尺寸计算 类别 模具名称 塑件尺寸 计算公式 型腔芯尺寸 型腔的计算 凹模 80 L m +δz 0 = [（1+ Scp）LS – 3/4△]+δz0 80.44 20 20.11 4.5 4.52475 6 6.033 1 Hm+δz0 = [（1+ Scp）HS – 2/3△]+δz0 1.0055 1 1.0055 型芯的计算 凸模 78 lm0 –δz = [（1+ Scp）lS + 3/4△]-δz0 78.429 19.4 19.507 5 5.028 7 7.0385 1 hm0 –δz = [（1+ Scp）hS + 2/3△] -δz0 1.0055 1 1.0055 按照下列公式计算型腔、型芯工作部位尺寸： 型腔径向尺寸 L m +δz 0 = [（1+ Scp）LS – 3/4△]+δz0 型腔深度尺寸 Hm+δz0 = [（1+ Scp）HS – 2/3△]+δz0 型芯径向尺寸 lm0 –δz = [（1+ Scp）lS + 3/4△]-δz0 型芯高度尺寸 hm0 –δz = [（1+ Scp）hS + 2/3△] -δz0 中心距尺寸 Cm±δz/2=(1+ Scp)CS±δz/2 式中：LS — 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）； lS — 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）； HS — 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）； hS — 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）； CS — 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）； △— 塑件制品公差（mm），可查塑件制品尺寸公差数值表（SJ1372-78）获得； △δz — 模具制造公差，按制品公差的1/4-1/3选取。根据制品的精度要求，确定模具的制造公差为制品公差的1/4，即δz=1/4△。通常，制品中1 mm和小于1 mm并带有大于0.05 mm公差的部位以及2 mm和小于2 mm并带有大于0.1 mm公差的部位不需要进行收缩率计算。 型腔工作尺寸计算见表4-2。 4.5壁厚的计算 塑料注射模具的成型零件必须有足够的强度和刚度，如壁厚度不够表现刚度不足，即型腔产生过大的弹性变形，可能会发生溢料或使制品精度降低；也可表现为强度不够，即型腔发生塑性变形甚至破裂。理论分析和实践证明，对于大尺寸的型腔，主要为刚性不足为主，应按刚度条件计算；而小尺寸型腔则以强度不足为主，应按强度条件计算。刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从以下几方面加以考虑： （1）要防止溢料： （2）应保证塑件精度； （3）要有利于脱模。 上述要求在设计模具时其刚度条件应以这些项中最苛刻者（允许最小的变形值）为设计标准，但也不宜无根据地过分提高标准，以免浪费材料，增加制造困难。型芯的强度、刚度计算相当于杆类零件的校核计算。 型腔壁和底版厚度的计算比较复杂且繁琐，为了简化模具设计，一般采用经验数据或查有关的模具设计手册。 根据矩形型腔壁厚尺寸的经验数据（查 《中国模具设计大典》表9.4-14），得出矩形型腔短边尺寸b<102时，整体式型腔底壁厚为T=（0.12~0.13）b=0.12*20mm≈2.4mm。型腔压力/Mpa<49(注塑)时型腔侧壁厚度S/mm=0.2L+17，L为型腔大尺寸，其侧壁厚度取S/ mm=0.2L+17 ≈23mm。 4.6 成型件配合尺寸的公差要求 1.零件无论凹模、凸模、型芯、成型小型芯（侧型芯）其固定部分按H7/m6加工；侧型芯的配合与小型芯的配合相同。 2.料的溢边值。另外，推管与型部分如大型芯与推板的配合为H8/g7的滑动配合。但滑动配合的单面间隙，不能大于制品塑芯杆、推管与模板或镶件的配合也用H8/g7； H8/g7的配合为间隙配合。 第五章 分型面的设计 5.1 制品在分型面的位置 制品在模具中的位置，直接影响到模具结构的复杂程度、模具分型面的确定、浇口的设置、制品的尺寸精度和质量等。因此，开始制定模具方案时，首先必须正确考虑制品在其中的位置，然后再考虑具体生产条件（包括模具制造的）、生产批量所需的机械化和自动化程度等其他设计问题。。 5.2 分型面的形式 分开模具以便能取出制品和浇注系统冷料的面，称为分型面。 模具设计开始的第一步，就是选择分型面的位置。分型面的选择受到塑件形状，壁厚，成型方法，后处理工序，塑料外观，塑件尺寸精度，塑件脱模方法，模具类型，型腔数目，模具排气，嵌件，浇口位置与形状以及成型机的结构等的影响。 在模具制造不良或锁模力不足的情况下，模内熔融塑料会通过分型面溅出，在塑件上形成较厚的飞边，经修整后还会留下明显的残痕。 分型面有多种形式，常见的有： （1）水平分型面； （2）斜分型面； （3）曲面分型面； （4）阶梯分型面； （5）垂直分型面。 本次设计采用曲面分型面。 5.3 分型面的选择原则 确定分模面的一般原则： （1） 分型面应选在塑件的最大截面处，否则无法脱模和加工型腔，无论塑料以何方位布置型腔，都应将此作为首要原则。 （2）尽可能将塑件留动模一侧, 因为动模一侧设置和制造脱模机构简便易行，为了让塑件留在动模一侧，将型芯设在动模边，依靠薄壁塑件对型芯足够的包紧力，但遇到厚壁塑件或没有型芯，将塑件型腔设在动模侧。 （3）有利于保证塑件精度。 （4）有利于保证外观质量。 （5）考虑满足塑件的使用要求。 （6）尽量减小塑件在合模平面上投影面积，以减小所需锁模力。 （7）长型芯应置于开模方向。 （8）有利于排气，应将分型面置于熔体充模流动的末端。 （9）应有利于简化模具结构，为此在按排制件在型腔中方位时，尽可能避免侧向分型或抽芯。特别是避免在定模部分侧向抽芯。 （10）非平面分型面的选择应有利于型腔加工和脱模方便。应注意分型面上力的平衡。 （11）便于加工：能平面分模不斜面分模，能斜面分模不曲面分模。一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处。 （12）斜面分模或曲面分模时，分模面要定位。 5.4 分型面的选择 根据该塑件的结构，为了凝料的取出及制件的合理落料，分型面一般选在塑件的最大截面处。 第六章 浇注系统的设计 浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到模具型腔内，并在填充及凝固过程中将注射压力传递到塑料个部位，而得到所要求的塑件。注射模的浇注系统和热塑性挤塑模相似，一般由主浇道（浇口）1、分流道（浇道）2、进料口3、冷料穴4四部分组成. ，如图6.1 a） （b） 图6-1 注射模浇注系统 1—主浇道 2—分流道 3—进料口 4—冷料穴 5—塑件 浇注系统，对注射成形失效率和塑件的质量有直接影响，是注射模关键部位。图6.1-1a为卧式或立式浇注系统，而图6.0b为三角式注射系统。 注射模的浇注系统形状和尺寸确定，应根据塑料的成形特征、塑件大小和形状、模具成形的型腔数、塑料的外观、注射机安装模板的大小及成形效率、冷却等综合因素进行考虑。一般情况下，按设计进行制造加工成形后，都要经过试模、修正。 6.1 浇注系统设计原则 1.确保塑料充满整个型腔 2.保证塑料熔体流动平稳 3.应尽量减短流程 4.流道表壁的粗糙度要低 5.防止制品变形和翘曲 6.防止型芯变形和嵌件位移 7.去除浇口应尽量方便，且不影响制品质量 8.合理设计冷却穴 6.2 主流道设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形 6.2.1 主流道设计要点 1.为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射机喷嘴直径d，通常为 D=d+（0.5~1）mm； 2.主流道内壁的表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴向进行。主流道的长度L，一般按模板厚度确定。为了减少充模时的压力损失和物料损耗，主流道长度，越短越好，L一般控制在60mm以内； 3.主流道锥角α一般为2°～4°，过大的锥角会产生涡流，卷入空气。过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。粘度大的可选3°～6°（但应力求与铰刀的斜度一致）。 4.主流道入口的凹坑球面半径R2也应大于注射机喷嘴球头半径R1，通常为R2=R1+（1~2）mm。 5.主流道的出口端应有较大的圆角，其半径r约为1/8D。 为了便于主流道凝料拔出，初步设计主流道形状尺寸，主流道设计成圆锥型，其锥角为2°～6°，因为ABS塑料流动性较好，所以锥角取4°，内壁粗糙度Ra取0.4μm。主流道的长度L由定模座板厚度确定，一般L不超过60 mm。 6.2.2 分流道设计要点 分流道是主流道与浇口之间的进料通道。在多型腔模具中分流道必不可少，而在单型腔模具中，有时可省去分流道。在分流到设计时应考虑尽量减小在流道内压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时考虑减小流道的容积. 分流道一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。 6.2.3分流道的截面形状 常用的流道截面形状有圆形、梯形、U形和六角形等（如6-2图）在流道设计中要减小在流道内的压力损失，则希望流道的截面积大；要减小传热损失，又希望流道的表面积小，因此可用流道的截面积与周边长的比值来表示流道的效率。此值愈大则流道的效率愈高。 图6-2各种浇口形式 D-分流道直径 G-制品重量 S-制品壁厚 塑料制品，还可采用如下经验公式来计算分流道的直径D=0.2654 * 式中 D-分流道直径（mm） G-制品重量（g） L-分流道的长度 由上图知图形流道的效率较高所用，本次采用圆形截面的流道。 6.2.4浇口套的设计 浇口套的设计：为标准件可选购。浇口套常用钢材是T8A、T10A。热处理要求：50～55HRC。设计时应注意： （1）进料口处为球面（SR）； （2）配合要求H7/J7或H6； （3）粗糙度：Ra（0.4～0.8）μm。 本次设计采用浇口套件图6-3 图6-3浇口套 6.3 浇口的设计 6.3.1 浇口的选择 浇口按照结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式：直接浇口,中心浇口,侧浇口,环形浇口,轮幅式浇口点浇口。 由于侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充满模具型腔，其截面形状多为矩形（扁槽），改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。这类浇口可以根据塑件的形状特征选择其位置，加工和修整方便，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。并根据本次设计塑件选用的材料，及制品的使用环境与性能要求，且分型面将模具分成动模和定模两部分，采用侧浇口，一模两腔，一次成型两个塑件制品。可应用在立式或卧式注射机上。 6.3.2 浇口位置选择 合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。另外，浇口位置的不同还会影响模具的结构。因此，在开设浇口时应注意以下几点 1.避免熔体破裂在塑件上产生缺陷 2.考虑分子定向对塑件性能的影响 3.有利于流动、排气和补缩 4.在多腔模中，各个型腔浇口方位必须保持一致 5.减少熔结痕和提高熔结痕的强度 6.校核流动距离比 7.浇口位置应使浇口便于修整 8.防止料流将型芯或嵌件挤歪变形 综上所述，本次设计浇口采用的形式是侧浇口，其位置设置在制品的凹边中间处且浇口槽开在定模上。 6.3.3 浇口形式的确定 浇口类型有直接浇口 ，侧浇口 ，扇形浇口，薄片浇口 ，环形浇口等。 （1）浇口截面形状和尺寸的确定要根据制品的尺寸；大小、壁的厚薄（尺寸大的、壁厚的，浇口尺寸要适当放大些，反之要取小尺寸）、塑料的品种（流动性好的，尺寸取值应偏小，反之取大值尺寸）以及制品的结构和相应的浇口形式而定； （2）先取小值，试模后根据情况再修正。（小尺寸可以修大，太小了就无法修小了）结合制品的形状、尺寸精度和外观要求均不高等特点，且为了开模时冷料与制品可以自动分离，利于自动化操作，浇口去除后残留痕迹小，减小熔接不良现象，采用侧浇口。 侧面浇口是一般常用的浇口,它的结构最为简单.只是在工模的一边加工此浇口,藉此将流道及成品连接. 如图6-4 浇口的尺寸 : W=浇口, h=浇口深度, L=浇口长度(Land Length) 通常,在浇口长度(L)位置会产生压力降,因此浇口的长度最好愈短愈好.但由于流道距离内模间的钢材又不能太单薄,因此实际上浇口的长度最好在0.5~0.75mm之间.浇口深度(h) h=nt t=成品壁厚 n = 塑料常数 选用不同塑料有不同的计算常数,因此用表6-1概括方式将不同塑料分类: 表6-1 塑料类别 塑料常数（n） ABS 0.6 因浇口的切面面积(h x W)控制塑料的流量,如果深度与成品厚度关系成立的话,则浇口阔度可以控制塑料的流动尺寸.浇口的阔度可以从下述的经验公式所算作参考:   W=(n√A)/30  W=浇口阔度   A=成品内模的表面面积 可简化公式为: h = t/2 W=2h 图6-4浇口尺寸 第七章 注塑机与标准模架的选择 7.1 注塑机简述 注射成型机（简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。 7.2 注塑机的类型 注塑机的类型有:立式、卧式、全电式，但是无论那种注塑机，其基本功能有两个： （1）加热塑料，使其达到熔化状态； （2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。 7.3 注塑机的组成 注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传达动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。 7.4 最大注射量 最大注射量是指注射机螺杆（或柱塞)做一次最大注射行程（S）时，注射装置所能达到的最大注射量，它反映了注射量的加工能力。 注射机的最大注射量应大于成型塑料制品所需塑料的熔融量（包括模内浇注系统合飞边在内）。根据生产经验，通常注射机的实际注射量最好为注射机最大注射量的80％。因此，选用的注射机的最大注射量为： ≥ 2 /0.80 式中： — 额定注射量（g）； — 塑件与浇注系统凝料体积和（cm³）； 经过计算该塑料制件体积为12.1cm³。 由浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积 ≈16cm³， 则总体积 = 2*12.1 cm³ +16cm³=40.2cm³ 满足注射量 ≥ /0.80 其中 //0.80 = 40.2/0.8cm³=50.25cm³ 7.5注射压力的确定 注射压力是指螺杆（或柱塞)施加于料筒中熔融塑料上单位面积的压力（MPa），它用来克服熔料从料筒中注入模具型腔所遇到的一切阻力，并使制品有一定的密度。 注射机的注射压力必须大于制品成型所需要的压力，即不但够用还应有余才保险。应该满足： ≥ 式中： — 注塑机最大注射压力（MPa）； — 制品成型所需要的成型压力（MPa）。 查手册知ABS成型时的压力 =70～150MPa。 7.6 所需锁模力的确定 锁模力是指注射机的合模装置对模具所能施加的最大加紧力。型腔压力有顶开模具的趋势，因此所需锁模力应该满足如下原则：注射机锁模力必须大于或稍大于塑料充满型腔时注射压力模内产生的张力，即 ≥ 式中： — 注塑机的最大锁模力（MPa）； — 塑料成型时型腔压力（MPa），ABS的型腔压力 = 88MPa； — 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积之和（m²）。 = 2×(80 ×20+3*78/2)mm²=0.002m2 = 88Mpa×0.002m2 =176KN 7.7 初选注塑机 根据以上分析、计算，查《塑料制品及其成型模具设计》表0.10初选注射机型号为：XS-ZY-125。其有关参数如下： 结构类型 卧 理论注射容积/ cm³ 125 cm³ 螺杆（柱塞）直径/ mm 42 mm 注射压力/ MPa 119 MPa 注射速率/（g/s） 60 g/s 塑化能力/（g/s） 5.6 g/s 螺杆转速/（r/min） 14～200r/min 锁模力/KN 900KN 移模行程/ mm 300 mm 模具最大厚度/mm 300 mm 模具最小厚度/mm 200 mm 喷嘴球半径/ mm 12mm 拉杆内间距/ mm 260 mm×290 mm 锁模形式 液压-机械 模具定位孔直径/ mm 100 mm 7.8 选择模架 模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。 根据以上分析，计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格。查标准模架手册选用：P3—200250—05—Z1GB/T12556 .1—1990 模板厚度：A=30mm 动模板厚度：B=25mm 垫块厚度： C=63mm 模具厚度： H模 =( 25+25+63+30+30+30) mm =203mm 模具外形尺寸：250 mm×250 mm×203 mm 模具厚度满足关系式： Hmin ≤ H ≤Hmax 式中： Hmin — 允许使用的模具最小厚度； Hmax — 允许使用的模具最大厚度。 本次模架外形选择见图7-1。 图7-1模架图 7.9 注射机性能参数校核 开始设计注射模时，首先需要选择确定模具的结构、类型和一些最基本的参数和尺寸，如型腔的个数和需要的注射量、制品在分型面上的投影面积、成型时需要用的工艺合模力、注射压力、模具的厚度和安装固定尺寸以及开模行程等。这些数据均与注射机的技术规格密切相关，如果二者之间不能匹配，则模具将无法使用，此时只能重新选择确定模具的结构类型或更换注射机机型。为了了解模具结构类型与注射机机型是否匹配，必须将二者之间的有关数据进行校核。对于多数注射模，其型腔数量与注射机的塑化能力、最大注射量以及合模力等参数有关，此外，还受到制品的精度和生产的经济性等因素影响。 7.9.1 注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用标准模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。 7.9.2 开模行程的校核 开模行程也叫做合模行程，是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。 对于双分型面注射模，注射机最大开模行程Smax： Smax≥ H1+ H2 + a +（5～10）mm 式中：H1 — 制品被推出距离（mm）； H2 — 塑料制品高度加料把长度（mm）； a — 凹模与浇口套分离的距离（也即取出浇道凝料所需要的距离） H1 + H2 + a +（5～10）= 1.5 + 4.3+40+ (5～10) mm =45.8 mm < 220 mm 经验证，XS-ZY-125型注射机能满足使用要求，故可以采用。 7.9.3 模具在注射机上的安装 模具投影的最大长度应小于注射机模板长度；模具的最大宽度应小于模板拉杆外圆之间的间距。 从标准模架外形尺寸看小于注射机的拉杆空间，并采用压板固定模具，所以所选注射机规格满足要求。 第八章 推出结构的设计 8.1 合模导向机构的设计 合模导向是保证动、定模或在上、下模合模时，正确地定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向定位。 导向机构的作用有以下三点： (1) 定位作用 (2) 导向机构 (3) 承受一定的侧向压力 8.2 推出机构的组成及各部分作 图8-1推出机构 在注射成型的每一个环节中，塑件必须从型腔或型芯上脱出，脱出塑件的机构称为推出机构。如图8-1所示，推出机构主要由以下零件组成：复位杆16、推杆固定板4、推杆17等组成。其它形式的推出机构，组成部件有所不同。 在此推出机构中，推杆17与塑件相接触，并将塑件推出模外，推板3与推杆固定板4由螺钉联接，用来固定推出零件。 对推杆推出机构来说，为了保证推杆推出塑件后在合模时能回到原来的位置，需要设置复位机构，即复位杆16。 8.3 推出机构的分类 1. 按动力来源分： （1）手动推出机构 开模后靠人工操作推出机构来推出塑件。 （2）机动推出机构 利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。 （3）液压与气动推出机构 利用注射机上的专用液压和气动装置，将制件推出或从模具中吹出。 2. 按模具的结构特征分，推出机构可分为： （1）简单的推出结构； （2）两次推出的推出机构； （3）双向推出机构即动定模均有简单推出零件的机构； （4）顺序推出机构即制品结构复杂，有几个分型面必须按一定的顺序分型才能使制品顺利推出机构，又称点浇口自动脱模机构。 （5）螺纹制品的模内旋转推出机构。 本次采用机动推出机构且简单的推出推出机构。 8.4 推出机构的设计原则 （1）推出机构的直径不易过细，应有足够的强度承受推力，一般推杆直径为￠2.5~12，对于3以下的推杆，尽量要制成阶梯形，以增强其强度。 （2）推杆的端面装配后应比型腔或镶件的高处0.08~0.1mm。 （3）顶管的厚度（顶出塑料的厚度）一般不小于1.5mm。 （4）推杆与推管与模体的配合间隙不应太大，以避免产生飞边。 （5）推板、推板、推管应淬火处理。 8.5 推件力的计算 注塑成型过程中，型腔内熔融塑料因固化收缩包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需要在塑件上施加一推件力。推件力的作用点应尽量靠近型芯，并且推件力应该施于塑件刚性和强度最大的部位，如凸缘或加强筋等处，作用面积也应该尽可能大些。 推件力 F =AP(μcosa- sina) + qA1（N） 式中： F — 推件力（N）; A — 塑件包络型芯的面积