毕业设计（论文）-Mp3充电器后盖注塑模设计与制造.doc

全套图纸加扣 3012250582 第 46 页 Mp3充电器后盖注射模具设计与制造摘 要本文主要介绍了Mp3充电器后盖的“一模二腔”点浇口注塑模具设计的过程。包括塑件塑料的工艺分析、零件结构分析、模具结构分析及模具设计等内容。首先按照无纸化模具设计的一般流程，对所设计的模具进行工艺方案的分析与各数据的计算，并运用Pro/ENGINEER进行设计。计算MP3充电器外壳的体积、质量，根据体积或质量确定模具型腔数。通过应用Pro/ENGINEER软件，进行零件绘制、组装零件。并利用AutoCAD进行成品图、结构图以及组立图的绘制，确定各种设计尺寸、公差，增强了设计能力，掌握各零部件的参数和设计技巧。关键词：Mp3充电器后盖，一模两腔，点浇口，注塑模设计，Pro/ENGINEERMp3 charger back cover shell mold design and makeAuthor：Ni Yuan ShuaiTutor：Wang Zong CaiAbstractThis paper introduces the charger back cover shell of one mold with two cavitiespin-point gate the injection mold design process. Arts and analysis, including parts plastic parts structural analysis, the contents of the mold structure analysis and die design.First, in accordance with the general process of paperless mold design, mold design technology program analysis and calculation of data and the use of Pro / ENGINEER design. Calculation MP3 charger, case volume, mass, volume or mass to determine the number of the mold cavity. Through the application of Pro / ENGINEER software, drawing parts, assembly parts. The use of AutoCAD and the finished map, chart and map assembly drawing to determine the various design dimensions, tolerances, and enhance the design capability to master all parts of the parameters and design skills.Key words: Mp3 charger back cover shell，one mold with two cavities，pin-point gate，the injection mold design，Pro/ENGINEER目 录绪论. 1第1章 毕业设计总述. 31.1 设计要求. 31.2 设计的背景及目的. 3第2章 塑件的成型工艺参数.5 2.1 ABS的材料特性分析.52.2 ABS的注射成型工艺参数.6 2.3 Mp3充电器后盖成型工艺过程分析. 7 2.4 塑件的质量和体积分析. 7 第3章 Mp3充电器后盖结构形式的拟定. 83.1 塑件的结构分析. 83.2 塑件在模具中的位置. 83.3 塑件分型面的确定. 93.4 浇注系统的设计. 103.4.1 主流道设计. 113.4.2 分流道的设计. 113.4.3 浇口的设计. 133.4 冷料穴的设计. 153.5 排气系统的设计. 19第4章 脱模推出机构的设计. 204.1 推出机构的设计 . 204.2 合模导向机构的设计 . 22第5章 成型零件的设计与加工工艺. 235.1 成型零件的结构设计. 235.2 凸凹模的机加工工艺. 27第6章 冷却系统的设计. 296.1 水道直径的设计. 296.2 冷却系统的方法. 29第7章 模架的选择. 307.1 模架的选取. 307.2 模具标准零部件的设计. 32第8章 Mp3充电器后盖成型设备的选择.348.1 注射机型号的确定. 348.2 注射机型腔数量确定与校核. 348.3 注射机注射量的校核. 358.4 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核. 36 8.5 最大注射压力校核. 368.6 模具与注射机安装部份的校核. 378.7 开模行程校核. 37第9章 总装图的绘制. 389.1 模具总图. 38总结. 42致谢. 43参考文献. 44绪论模具工业是国民经济的基础工业，现代模具工业有“不衰亡工业”之称，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。同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率。在我国，虽然模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但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还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。模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。巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。作为机械工程师应能适应当今世界制造业全球化、信息化、绿色化、服务化的发展趋势，掌握机械制造技术，懂得经济、管理知识以及有关国际通则。未来我国的模具将呈现四大发展趋势：1. 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。2. 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。3. 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。4. 革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 5. 标准化开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。第1章 毕业设计总述1.1 设计要求（1）制品名称：Mp3充电器后盖注塑模具设计与制造（2）制品材料：ABS塑料（3）生产纲领：年产10000件塑件的外形尺寸如下图：图 1.1 塑件的三维造型 图 1.2 塑件的视图1.2 设计的背景及目的（1）设计的背景随着科学技术的发展，电器产品逐渐成为人们日常生活必不可少的生活用品，人们对电器产品的要求从实用性、可靠性己经提高到对舒适性、美观性、安全性、实用经济性等方面的要求，从而对电器产品也提出了许多新的要求。对电器产品的这种不断提出的新要求，促使电器产品的外形不断的改进，外形零件的生产技术也不断得到新的发展，使电器产品外壳零件成形技术在成形领域中占有越来越重要的地位。目前，电器产品的外形设计及加工技术日益受到了国内外的高度重视，一些发达国家在这方面的研究已经取得相当的进展。他们的电器产品外观美观，让人赏心悦目，而且设计高效快捷，产品更新换代加快，能够满足人们的各种要求。 由于电器产品美观性的要求，零件外形多为复杂曲面，传统的设计方法在对零件成形过程分析以及对产品存在缺陷的处理方面显得无能为力，产品成形过程数值模拟技术跟不上的现状己经成为制约产品开发和生产的一个瓶颈。面对日益激烈的国际竞争，必须紧跟国际先进水平，不断提高电器产品外观零件的质量，降低设计和生产成本，加快生产周期。因而，Mp3充电器后盖注塑模成形技术的研究与开发具有相当重要的理论意义和实用价值。以此作为一个突破口，带动和促进相关电器产品外观零件注塑成形技术的发展和技术创新。（2）设计的目的通过本次设计使自己掌握注射模的模具结构的设计步骤，对CAD、PRO/E等一系列软件的应用熟练，让我们能更快适应生产工作。培养自己综合运用自己综合运用所学基础和专业基本理论、基本方法分析和解决相关专业工程实际问题的能力，在独立思考、独立工作能力方面获得培养和提高。加之通过毕业设计实习，完成该课题可对我们大学四年期间所学的知识进行一次较为全面的专业训练，可以培养我们掌握如何运用过去所学的知识去解决生产中实际问题的方法，增强从事本专业实际工作所必需的基本能力和开发研究能力，为我们以后走上工作岗位打下一个良好的基础。第2章 塑件的成型工艺参数通常，塑件制品的材料有很多种，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硬度等。该塑件对材料的要求首先必须是粗糙度和透光性好，其次才是成型难易和经济性问题。经过多方面的考虑选用ABS。2.1 ABS的材料特性分析ABS 是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。其中 A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。(1) ABS的使用特性1）ABS是无毒、无味，易燃烧、无自熄性，密度为1.081.2g/cm3的塑料。2）ABS具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。3）有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。4）尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。5）ABS几乎不受酸、碱、盐及水和无机物的影响。(2) ABS的成型特性1) ABS的热稳定性差，热变形温度为93，脆化温度为-27，使用的温度范围为-40100，而且ABS的耐火性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬变脆。2) 吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3) 流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、PS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。4) 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。5) ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1 以上。6) 在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。7) 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。(3) ABS主要技术指标：表 2.1 ABS主要技术参数力 学 性 能屈服强度/Mpa50热 性 能 及 电 性 能玻璃化温度/-拉伸强度/Mpa38熔点（粘流温度）/130-160断裂伸长率/%35热变形温度/45N/cm3180N/cm390-10883-103拉伸弹性模量/Gpa1.8线膨胀系数/（10-5/）7.0弯曲强度/Mpa80比热容/J/(kg*K)1470弯曲弱性模理/Gpa1.4热导率/W/(m*K)0.263塑件质量冲击强度/kJ/m2无缺口缺口261燃烧性/(cm/min)慢11体积电阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121击穿电压/(kV/mm)-物理性能密度/（g/cm3）1.021.16吸水性/%（24h）0.20.4比体积/(cm2/g)1.021.06透明度或透光率不透明2.2 ABS的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：3060（选30）（3）预热和干燥：温度（C） 8085 时间 (h) 23（4）密度（g/ cm）:1.021.16（5）材料收缩率（）：0.30.8（6）料筒温度（C）：后段 150157 中段 165180 前段 180200（7）喷嘴温度（C）：170180（8）模具温度（C）：5080（9）注射压力（MPa）：2070（10）成形时间（S）：注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 50220（11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可（12）后处理：方法 红外线灯、烘箱 温度（C） 70 时间（h） 242.3 Mp3充电器后盖成型工艺过程分析根据设计指导书的设计要求模具的类型是注塑模具，故Mp3充电器后盖的成型工艺过程是注塑成型过程，即：（1）ABS预烘干-ABS装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序（2）清理模具、涂脱模剂-合模-注射2.4 塑件的质量和体积分析经Pro/E三维造型后测得单体实际体积约为11.03cm3,浇注系统体积约为2.77cm3；查参考文献1塑料成型工艺与模具设计中附录2的表2-2得知其密度为1.081.2g/cm3，收缩率为0.3%0.8%，计算出其平均密度为1.14g/cm3，平均收缩率为0.55%。塑件的质量M塑=V塑=1.1411.03=12.57g式中 -塑料的密度，g/cm3浇注系统的质量M浇=V浇=1.142.77=3.16g故 V总=V塑+V浇=11.03+2.77=13.80 cm3 M总=M塑+M浇=12.57+3.16=15.73g第3章 Mp3充电器后盖结构形式的拟定3.1 塑件的结构分析(1) 塑件结构分析从塑件的三维图和主视图可以看出结构比较简单的零件。壁厚为2mm,且比较均匀。产品是所有边缘均带有圆角特征，圆角为8mm,该塑件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。(2) 塑件的尺寸公差和精度分析该充电器后盖长65mm、宽40mm、厚15mm，其粗糙度值为Ra0.06mm。影响塑件公差的主要因素是：模具制造误差及磨损误差，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损、塑料收缩的波动、注射工艺条件的变化、塑件制品的形状和飞边厚度的波动、脱校斜度及成型后制品的尺寸变化。由于模具任务书没要求精度等级，这里采用IT6级。脱模斜度：产品的厚度适中，脱模斜度这里取1。3.2 塑件在模具中的位置(1) 塑件的成型位置这里选择塑件全在定模中，其结构如下图，图中1 动模， 2 型芯 ，3 定模。图 3.1 成型位置 （2）确定型腔排列方式可根据注射机的最大注射量确定型腔数n为2。其型腔的排列方式如下图：图 3.2 型腔排列方式3.3 塑件分型面的确定(1) 分型面的选择分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有密切关系，并且直接影响着塑件结构的复杂程度及塑料的成型质量。(2) 分型面的形式由于塑件外观质量要求不高，为尺寸精度要求一般的小型塑件，故可采用多型腔单分型面模具。并且从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。因此，分型面可采用单分型面垂直分型。(3) 分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积的影响 对排气效果 对侧抽芯的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。（4）分型面的确立根据以上原则，分型面选择在塑件下端的最大分型面上，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，同时侧向抽型容易，而且塑件脱模方便。如果分型面选择在其他位置，会在分型面处留下痕迹，则会影响塑件表面的质量，同时 会使侧向抽芯困难，可确定该模具的分型面如下图：图 3.3 分型面图 3.4 分型图3.4 浇注系统的设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，才可以用一模两腔，浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。（3）尽量采用较短的流程充满型腔。（4）防止型芯的变形和嵌件的位移。（5）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。综合以上分析，该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。3.4.1 主流道设计主流道是指浇注系统中注射机喷嘴与模具浇口从套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流进模具的部分。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。其设计要点如下：(1) 主流道的尺寸 1）主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 2 3 = 3 + 2 3 取 d = 4.5（mm）。 2）主流道的球半径主流道的球半径 SR = 10 + 1 2 取 SR = 12（mm）。 3）球面配合高度球面配合高度为 3 5 取 3（mm）。 4）主流道长度主流道长度L，应尽量小于60mm，上标准模架及该模具结构，取 L = 33（mm） 5）主流道锥度主流道锥角一般应在2 6，取 = 3，所以流道锥度为/2=1.5。 6）主流道大端直径主流道大端直径 D = d+2Ltan（/）（=3） 6（mm） 7）主流道大端倒圆角倒角 D/8 0.6（mm）根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如下图：图 3.5 主流道形式(2) 主流道衬套的形式由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火53 57 HRC。其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=510mm。同时因该Mp3充电器后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。其衬套结构如下图：图 3.6 衬套的固定形式3.4.2 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。由于模具为一模两腔的结构，应设置分流道。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，设计时考虑到要减少流道内的压力损失，流道的截面积大，流道的表面积小，传热损失小等因素，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），流道的效率最高。但是正方形截面不易脱模，浅矩形及半圆形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，当分型面为平面时，可采用梯形或U字型截面的分流道。综合以上分析，在实际生产中模具分流道截面采用圆型截面。其设计要点如下：1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。(1) 分流道的长度 分流道的长度应尽量短，且少弯折。L = (50 + 15)2 = 110（mm）(2) 分流道的断面分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。根据分流道截面形状与流动理论长度的关系和参考文献1的表格，再考虑到ABS的成型工艺性能，可确定分流道直径为6mm.其分流道截面如下图：图 3.7 分流道截面(3) 分流道的布局分流道常用的布置形式有平衡和非平衡式两种，其布置取决于型腔的布局，两者相互影响，该模具为一模两腔，采用平衡式布置。也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等，以达到各个型腔均衡地进料。该模具分流道为圆形截面，在定模座板和定模板上都开有分流道。(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为理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般Ra取1.6m左右，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。3.4.3 浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的熔体通道，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。(1) 浇口的选择 最常用的浇口形式有点浇口，侧浇口，直浇口。点浇口又称点水口，由于前后两段存在较大的压力差，能增大熔体的剪切速率并产生较高的剪切热，从而导致熔体表面粘度下降，流动性增加，有利于充型。浇口在生产过程中自动拉断，适合自动化注射生产。能使用在一模一腔或一模多腔模具中，即可以注射小产品也可以注射大型产品，特别是有花纹的塑件也不影响塑外观。侧浇口又称侧水口，一般开设在分型面上，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。 直浇口又称大水口，无分流道，塑料通过主流道直接进入型腔，故有塑料流程短，流动阻力小，进料块，动能损失小，传递压力好等优点。但冷却除浇口比较困难，塑件有明显的浇口痕迹，因浇口附近热量比较集中，故在该处冷却较迟，产生的内应力较大，易在该处产生汽泡、缩孔等缺陷。综上所述，浇口选用点浇口最佳。结构如下图：图3.8 点浇口结构通常d=0.51.5mm，l=1.01.5mm,=615(2) 浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则：1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。2）浇口应开设在塑件截面最厚处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生；3）有利于塑料熔体的流动、型腔的排气、补塑；4）考虑塑件受力情况，避免塑件变形5）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕；6）考虑流动方向，浇口位置和数目，对塑件性能的影响；7）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件并校核流动比，防止型芯或嵌件挤压位移或变形。此外，在选择浇口位置时应注意到实际塑料型腔的排气问题和塑件外观的质量题，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，流动凝料少等因素。根据任务书和制件的实际要求，综合考虑以上因素，点浇口选在中心点处进浇比较好。其实体设计如下图：图 3.9 浇口位置(3) 浇口套的结构形式分流道与浇口的连接时，由于Mp3充电器后盖的侧内壁与芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候留有一定的浇口痕也不会影响装配，其浇口套的主要结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具;另一种为将浇套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副中型型模具，故采用后一种结构形式。根据实际情况，综合考虑经济，节省材料等因素，选用碳素工具钢T8A,淬火硬度为5357 HRC。(4) 定位圈的设计定位圈为模具的标准零件，查中国模具设计大典参考文献13，设计如下图：图 3.10 定位圈（5）冷料穴设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料日的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。根据需要，不但在主流道的末端，而目可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径的1.52倍。常用的是端部为Z字形的拉料杆形式，该冷料穴兼有拉料的作用。具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如下图中所示设计在分流道末端。图 3.11 分流道末端的冷料穴3.5 排气系统的设计为了使塑料熔体顺利填充模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。否则，在塑件上形成气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷，甚至产生反压力降低充模速度。常见的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽，利用排气塞排气。由于制件型腔对称,且型腔最后填充部位在分型面上，配合间隙大于0.04mm,综合考虑各种因素，选择在分型面上开设排气槽。其中h=0.03mm,方式如下图：图 3.12 排气槽形式第4章 脱模推出机构的设计4.1 推出机构的设计使塑件从模具上脱出来的机构称为推出出机构。推出机构的动作方向与模具开模的方向一致的。良好的推出机构要求脱模时塑件不变形和不损坏，而且推出机构的位置位于制件不明显处。常见的脱模推出机构有推杆推出机构、推管推出机构和推件板推出机构。推杆的设置位置采取以下原则：1）推杆设在脱模阻力大的地方。如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。2）因为塑料收缩是抱紧凸模，所以推出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。3）为了保证良好的塑件外观，推出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将推杆设计在塑件的内部型腔。4）若推出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般推杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。推杆多用T8、T10材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8m，和推杆孔呈H8/f8配合。(1) 确定推出方式由于该塑件形状为方壳型零件并且脱模阻力不大，而推杆又加工简单、更换方便、脱模效果好，因此采用圆形推杆脱模机构，所以可以使用推杆推出机构完成塑件的推出，这种方法结构简单、推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠。普通的圆形推杆按 GB4169.11984选用，可满足推杆刚度要求。根据推杆本身的结构及考虑经济和适用性，选用直径为5125型号的12根圆形推杆。其基本形式如下图：图 4.1 推杆形式材料：T8A 热处理5054HRC2R=11mm ，d=5mm， L=125mm ，表面粗糙度Ra0.8m(2) 推出的位置推杆的位置应选择在脱模阻力最大的地方。因塑件的包紧力在四周最大，所以在塑件内侧附近设置推杆。因考虑到塑件本身的强度和刚度及推杆本身的特性，推杆排列方式均匀分布在四角。(3) 脱模力计算 当开始脱模时，模具所受的阻力最大，推杆刚度及强度应按此时计算Ft=Ap(cos-sin)+qA1式中 A塑件包络型芯的面积（mm2）； p塑件对型芯面积上的包紧力，取0.8107 1.2 107Pa； 脱模斜度； q大气压力0.09Mpa； 塑件对刚的摩擦系数，约为0.10.3； A1制件垂直于脱模方向的投影面积（mm2） A（668.52368.52）mm2 =1666 mm2 Ft=16661.2107 （0.3cos 40-sin40）/ 1060.096236N =(5997.6+200.88)N =6198.48N(4) 确定侧向抽芯机构 塑件的侧面无小孔，凸台等特殊要求，因此模具应不用置设置侧向抽芯机构。本注塑模采用三板式注射模，开模时，活动板与定模板之间在弹簧的作用下使C面分型，将主浇道的凝料从浇口套中脱出。待动模继续后退时，直到定距拉板拉到固定在活动板上的限位钉时，D面又被分开，即将塑件与浇口拉开，使塑件与型芯一起后退，而凝料在分型面取出。当动模继续后退，注射的推杆接触推板时，推件板在推杆的推动下，将塑件推出。4.2 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，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有以下三点：(l)定位作用 合模时保证动、定模正确的位置，以便合模后保持模具型腔的正确形状。(2)导向作用 合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏凹凸模。(3)导柱在工作中承受一定的侧向压力。导柱导向机构是比较常见的形式，查GB 4169.4-1984，其结构简单，加工方便，在导柱的末端以导向套给以配合，导柱倒装。一般精度为Ra0.8m，其结构如下图：图 4.2 导柱结构导柱导向机构主要有导柱和导套组成。导柱与导套配合精度通常采用H7/f7或H8/f7，其形式如下图所示：图 4.3 导柱与导套的配合第5章 成型零件的设计与加工工艺5.1 成型零件的结构设计成型零部件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。它是模具的主要部分，包括凹模、凸模、型腔、型芯、成型环等。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件溶体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。按其结构不同可分为整体式和组合式两类。a.整体式凹模 整体凹模由整块材料加工而成，它的特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹，但由于加工困难，热处理不方便，故常用在形状简单的中、小型模具上。b.组合式凹模 组合式凹模是指凹模有两个以上零件组合而成，按组合方式的不同，可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、底部镶拼式、侧壁镶拼式和凹壁拼合式等形式。由零件的特点选择整体嵌入式凹模。采用此组合式凹模，简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便与模具维修，节省了贵重的模具钢。为了保证组合式型腔尺寸精度和装配的牢固，减少塑件上的镶拼痕迹，对于镶块的尺寸，形状位置公差要求较高，组合必须牢靠，镶块的机械加工工艺性要好。(1) 成型零件的选材对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：1）机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。2）抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。3）耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。4）具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。根据塑件表面质量比较高决定模具表面质量更高这一事实，再依照上述标准，综合分析在设计成型零件(凹模)中选用了SM45钢。(2) 凹、凸模的配合凹模亦称型腔，是成型塑件外表面的主要零件。凹模结构有整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼式凹模、四壁拼合式凹模、螺纹型环。凹、凸模按结构不同主要分为整体式和组合式两种结构形式。这里凹模采用整体式结构，这样的结构可以保证塑件的外表面的质量，延长凹模使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料，并且凹模损坏后，维修、更换方便，还有利于塑件的抛光，且位于定模板上，因为模具为一模两腔的结构，所以需要采用两个型腔。型芯的结构是组合式结构，这样有利于加工的方便，并保证配合精密，防止塑件产生飞边。其结构设计步骤如下图:图 5.1 凹模（型腔）凸模（型芯）结构有整体式型芯、组合式型芯。本塑件采用整体式型芯。图 5.2 凸模（型芯）(3) 凹、凸模的精度成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。影响工作尺寸的因素如下：1) 塑件收缩率的影响由于塑料热胀冷缩的原因，成型冷