代写模具设计与制造毕业论文.doc

摘要本毕业设计要求我们结合所学的课程来设计塑料注射模具，注射模具由动模和定模两部分组成，定模部分安装在注射机的固定模板上，动模部分安装在注射机的移动模板上。在注射成型过程中，动模随注射机上的合模系统运动，同时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合构成浇注系统和型腔，塑料熔融体从注射机喷嘴流经模具浇注系统进入型腔。冷却后开模时动模与定模分离，取出塑件。我选择了手机后盖的注射模来设计，首先要先了解制件的材料选择，确定好一系列参数，最终CAD出图。关键字 ：注射模 选择参数 装配图AbstractThe course design course we learned to combine plastic injection mold design,Injection mold set by the dynamic model and the model of two parts, will be installed in the injection mold machine part of the fixed template, fixed mold part injection machine installed in the mobile template. In the injection molding process, the dynamic model with the mold on the injection machine system motion, while moving die part and be part of the pillar-oriented model which constitutes a gating system and the cavity closed, Plastic melt from the injection machine nozzle into the cavity through the mold gating system. After cooling, the mold when the dynamic model and the fixed mold separation, remove the plastic parts. I chose to cover the injection mold design, First, the choice of materials must first understand the parts, a good number of parameters to determine the final CAD drawing.Keyword: Injection mold Select parameters Assembly drawing目 录前言51塑件分析71.1 塑件结构与用途设计分析71.2 塑件壁厚81.3 脱模斜度81.4塑件尺寸精度和表面质量92 模具结构102.1 型腔数量的确定和排列方式102.2 分型面位置的确定113 模架选用与合模导向机构的设计113.1 模架的选用、型芯型腔尺寸的计算113.2 导向与定位机构143.3 推出机构的设计143.4 冷却系统设计154 注塑机型号的确定154.1 注塑机简介154.2 注塑机的选择与相关参数164.2.1 注射机的校核174.2.2 锁模力的校核184.2.3 塑化能力的校核184.2.4 喷嘴尺寸、定位圈尺寸校核194.2.5 模具外形尺寸、厚度校核194.2.6 模具安装尺寸校核194.2.7 开模行程校核205 模具结构设计与选择205.1 浇注系统设计205.2 主流道设计215.2.1 主流道衬套的形式215.2.3 主流道衬套的固定215.3 分流道设计215.4 浇口的设计225.5 冷料穴的设计226 成型零件的设计与加工工艺236.1 成型零件的结构设计236.1.1 模仁设计要求236.1.2 模仁材料的选择及其热处理246.1.3 A、B模仁的设计与固定246.2 成型零件的加工工艺246.2.1 成型零件的材料处理246.2.2 A模仁的加工工艺256.2.3 B模仁的加工256.3 模具标准件的选用267 推出机构的设计277.1 推杆脱模机构278 温度调节系统设计288.1 温度调节对塑件质量的影响288.2 对温度调节系统的要求288.3 冷却系统设计299 排气设计299.1 排气设计原则29附表及工艺卡30总结33致谢34参考文献35前言模具工业是国民经济的基础工业，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。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具是压力加工或者其他成形工艺中，使材料（金属或非金属）变形成产品（成品或半成品）的成形工艺装备。它在现代工业生产中具有重要的作用，主要可从以下几个方面看出：(1) 模具是制品成形的一种重要工艺装备，应用广泛，它对锻造、塑料、压铸等行业的生产有较大的影响。模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑件变形而获得；压铸零件、粉末冶金零件也是模具中冲填加压成形的；而塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数需模具加工成形。(2) 少无切削是机械制造发展的一个方向，而模具是利用压力加工实现少无切削工艺的关键。由于模具制造水平的提高，使模具加工制品的精度大大提高，粗糙度降低，从而有可能直接加工成为成品。模具成形具有优质、高产、低消耗和低成本等特点，因此应用面很广。利用模具制造各种零部件；在飞机、汽车、电器仪表领域占60%70%；家电产品中占80%以上；手表、自行车等轻工产品占85%以上。(3) 模具质量影响到压力加工技术水平的高低，是产品（压制件）的精度、余量、生产率的决定性因素。压力加工技术的关键，则是模具质量的好坏，它对压制产品的质量造成直接影响。(4) 模具的制造水平还是影响成形工艺所采用的自动化等先进设备能否发挥优越性的重要因素。随着工业生产的发展，对模具性能要求更高、精度要求更严，模具需求量更大、种类更多等，市场竞争剧烈，加速了产品的更新换代，加快了模具制造的发展。国外工业发达国家，模具制造已经成为一个专门的生产行业，逐渐实行标准化、专业化、商品化。在我国的模具生产发展也比较快，在一定程度上满足对模具的需要，长期的科技发展战略是以国内市场为导向，以开发精密、大型、长寿命成套模具为重点，减少进口，促进出口。发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。(1) 注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。(2) 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。(3) 推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。(4) 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期。在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。1 塑件分析1.1 塑件结构与用途设计分析塑料制品的名称：手机后盖由设计要求知其为大批量生产，采用的材料是ABS。它表面硬而滑，有较高的机械强度及抗拉、抗压性能和突出的疲劳强度，具有优良的减摩、耐磨性能。1. 流动性中等，溢边值为0.04左右，流动性对温度变化不敏感，但对注射压力变化敏感。2. 吸湿性低，水分对成型影响极小，一般可不干燥处理，但为了防止树脂表面吸水分不利成型，加工前须进行干燥并起预热作用。3. 宜用螺杆式注射机成型，预料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不应超过注射机注射克量的75%，或取注射容量也料筒之值为1：61：10，料筒、喷嘴的过应房子有死角、间隙而滞料，预塑时螺杆转数宜取低，并宜用单线、全螺纹、等距、压缩突变型螺杆。4. 喷嘴孔直径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎现象喷嘴孔可呈现喇叭形，并设置单独控制的加热温度装置，以适当地控制喷嘴温度。5. 模具浇注系统度料流阻力要小，进料口宜小，要尽量避免死角积料。模具应加热，模具温高应防止流动配合部件卡位，模具应选用耐磨，耐腐蚀材料，并淬硬、镀络，要注意排气。6. 必须严格控制成型条件，镶件应预热（一般100-150），料温取稍高于熔点（一般170-190）即可，不宜轻易超过提高温度，模具温镀对塑料见影响较大，提高模具温度可改善表面凹痕，有助于融料流动，塑件内部均匀冷却、防止缺料、缩孔、皱折，模具温度对结晶度及收缩也有很大影响，必须正确控制，一般取75-120，壁厚大于4mm的取90-120，小于4mm的取75-90，宜用高压、高速注射，塑件可在较高温度是脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不均匀，脱模后宜将塑件放在90左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却。7. 在料温偏高、喷嘴温度偏低、高压对空注射是易发生爆炸形伤人事故，分解时有刺激性气体，易燃，应远离明火。查附表，则在此设计中选择选定POM的密度为1.42 g/cm3，收缩率为2%，一个周期为80s。1.2 塑件壁厚塑件应有一定的壁厚，这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和刚度，而且也为了塑料在成型时保持良好的流动状态。同一塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生应力，使塑件产生变形、缩孔及凹陷等缺陷。如果在结构上要求具有不同的壁厚时，不同壁厚的比例不应超过1:3，且不同壁厚应采用适当的修饰半径使厚薄部分缓慢渡过。该塑件的壁厚均匀，没有厚度不一的现象，为了使塑件成型容易，表面质量好，壁厚均设计为2mm。1.3 脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型芯或型腔凸出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计脱模斜度。塑件上的脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度；塑件高度越高、气孔越深，则取较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔包住型心，脱模斜度也应大些。常用塑件的脱模斜度见表2.3表1.2塑料脱模斜度参照表：塑料名称脱模斜度型腔型芯聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、软聚氯乙烯（LPVC）、聚酰胺（PA）、氯化聚醚（CPT）25452045硬聚氯乙烯（HPVC）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSU）35403050聚苯乙烯（PS）、有机玻璃（PMMA）、ABS、聚甲醛（POM）351303040热固性塑料25402050根据已选材料，由此表可查得，选型芯脱模斜度为35，型腔脱模斜度为60。1.4塑件尺寸精度和表面质量塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小、模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度上影响塑件的尺寸精度，所以塑件的精度应尽量选择中等精度，可从表查取。表1.3精度等级选用推荐值：类别塑料品种高精度 一般精度 低精度1PSMT3MT4MT5ABS聚甲苯丙烯酸甲脂PCPSU 聚砜PF2聚酰胺6.66 610 9.10 10MT4MT5MT6氯化聚乙醚PVC硬3POMMT5MT6MT7PPPE低密度4PVCMT6MT7MT8PE高密度根据该塑件的工艺与性能要求，查表取精度等级为MT5级。塑件的表面粗糙度与塑料的品种、成型工艺条件、模具成型零件的表面粗糙度及其磨损情况有关，其中成型零件的粗糙度是决定塑件表面粗糙度的主要因素。一般模具的表面粗糙度要比塑件的表面粗糙度低一级。而该塑件要求表面光滑、平整，无气孔、缩水等缺陷，故其表面粗糙度值取Ra0.8m。2 模具结构2.1 型腔数量的确定和排列方式由塑料件的外形及相关的尺寸确定该塑料件的分型面为最大的底面处。测量塑料件的尺寸可以得，塑料件的壁厚为2mm。计算各个参数有：V=10506.58mm3=10.50658cm3，m =14.92g，单个塑料件在分型面上的投影面积为1133.54mm2=11.3345cm2。由塑料件的形状结构等确定型腔的数量，为一模两腔,型腔间中心距离为68mm,为了便于加工及凝料脱模，分流道设置在分型面上，分流道截面形状为半圆形，半圆形流道比表面积小热量损失和流动阻力小，流道设在动模。查附表，表1-3，则在此预选择的分流道的直径为5mm。模具的型腔和流道的排列方式如下图所示：则计算主流道和分流道填充满时需要的总体积1550mm3=1.55cm3。在分型面上的投影面积为160mm2=1.60cm2注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。根据批量生产要求及塑件固有的特点，本模具设计采用一模两腔。2.2 分型面位置的确定选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处（2）应有利于塑件的顺利脱模。（3）应保证塑件的精度要求。（4）便于模具成型零件的加工制造。（5）应有利于排气。为了便于模具加工制造，选择平直分型面和易于加工的分型面。模具加工制造应尽量选择平直分型面和易于加工的分型面。由于塑件冷却时，因收缩而紧包住型芯，所以从塑件脱模考虑，塑件结构容易留在动模上。为了简化前模的加工，将胶位全做在型芯上。依靠注射机的顶出装置和模具的顶针推出机构推出塑件。所以分型面设计在塑料件的底下最大的横截面积处。3 模架选用与合模导向机构的设计3.1 模架的选用、型芯型腔尺寸的计算在一般情况下，成型零件的磨损误差、模具成型零件的制造误差和塑料收缩率的波动误差是影响塑料制品制造公差的因素。因此，计算成型零件工作尺寸时，主要根据以上三项因素进行计算。成型零件的工作尺寸计算方法有平均值法和公差带法两种。平均值法是按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算。此方法较简便，但可能有误差，不适合于精密计算。公差带法按极限收缩率、极限制造公差和极限磨损量进行计算，能保证成型制品在规定的公差范围内，但计算比较复杂。对于该塑件来说，采用平均值计算法比较合适。根据规定，对塑件尺寸和成型零件的尺寸偏差统一按“入体”原则标注，即A包容面（型腔和塑件内表面）尺寸采用单向正偏差标注；B被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用单向负偏差标注；C中心距尺寸采用双向对称偏差标注；根据尺寸公差可知：塑件的公差等级为MT5级(GB/T14486-93)，对于此塑料精度为中等，属于小尺寸塑件，故取，c=/6，X取0.75.。塑料收缩率范围为0.3%-0.8%，则平均收缩率S为：=型腔和型芯径向尺寸的计算（1）型芯计算：型芯径向尺寸的计算公式：lm-z0=1+Sls+(0.75)-z0根据公式计算得型芯得总尺寸为1467830mm型芯高度公式：=90mm（2）型腔径向尺寸的计算：尺寸计算公式：Lm0+z=1+SLs-(0.75)0+z根据公式计算得型腔得总尺寸为1467865mm型腔深度公式：=60mm（3）再查塑料模具设计实用教程上册表4-5制品投影面积与高度尺寸制品平面投影面积（cm2）h1 (mm)d(mm)1935076(60)20表4-6 B板开框背后厚度h7B(cm)15、202530、354045、50h7(mm)3035455060最后取得 型芯总尺寸为25015040mm 型腔总尺寸为25015035mmA板厚度为90mmB板厚度为60 mm注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。塑料注射模中小型模架国家标准规定型号的基本型A1型A4型4个品种，派生型P1型P9型9个品种，共13个品种。由于定摸和动模座板分有肩和无肩两种形式，故增加13个品种，共计26个模架品种。中小型模架全部采用GB/T4169.14169.11塑料注射模零件组合而成。本设计采用龙记（LKM）标准模架。选择模架：（mm）模腔厂家模腔类型模胚型号模胚规格A板B板C板AB板间距垃圾钉高度龙记大水口CI232390601001.005则模架的闭合高度为301mm。（1）A、B模尺寸的确定：A、B模受力的作用，其尺寸需要进行强度或刚度校核来确定。根据计算结果，只要B模长边的宽度满足12 mm就可以达到刚度要求，理论上只要取大于12 mm的值就满足设计要求，但考虑到导柱和导套、螺钉、冷却水孔等对模架强度、刚度的削弱作用，实际生产中都取比理论值大得多的值，在本设计中，在长度方向，取模仁到模具边的单边宽度为76mm，在宽度方向，取模仁到模具边的单边宽度为42mm（实际生产中宽度方向的边值一般比长度方向的边值大）。所以A、B模板的平面尺寸为230230 mm。（2）模具高度尺寸的确定：各块板的厚度取标准化，所需要的是如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意：B模底板厚度和A模底板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若B模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以B模底板厚度尺寸需要校核才能确定，查阅相关的资料知道，厚度满足46可满足要求，为了安全，取底板厚度为60mm，。A模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以A模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取A模底板厚度25.5mm。推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑料件的高度为34.68mm，黏结在型芯上的尺寸为34.68mm左右，所以当推出距离为34.68 mm时就能使塑件和型芯分离。如果C板（即模脚）的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，如图所示：需要满足关系： Hh1h2h3h0 经计算和测量得知：HC板高度为100 mm, h1挡销高度为5 mm h2推板厚度25 mm, h3推杆固定板厚度20 mm h推出距离34.68 mm ,把以上数据代入 Hh1h2h3h0 ，符合条件。确定模具尺寸为230230 mm，A板厚度90mm，B板厚度60 mm，C板厚度100，为了保证B、凹模不碰伤，A板和B板之间取1 mm间隙。3.2 导向与定位机构斜导柱为GB/T4169.41984的T10钢，渗碳0.50.8，热处理淬硬5458HRC。1）斜导柱固定部分配合精度采用H7/k6；斜导柱工作部分的配合精度采用H7/f7,降低加工难度,工作部分通常取大于配合直径的12cm，以减小摩擦。2）斜导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模，在次模具设计中斜导柱设计在定模上。3.3 推出机构的设计根据塑料件的形状特征且塑料件底面最大的厚度为3mm，则采用GB/T699-1999的65Mn的的顶针推出，其结构简单，推出平稳，可靠，虽然推出时会在塑件边缘上留下痕迹，但不影响塑料件外观的质量和精度，故采用顶针推出机构推出产品。3.4 冷却系统设计模具的温度直接影响到塑料制品的质量和生产效率，为了提高型腔的冷却效果，则采用下图的冷却通道,根据塑件列情况和模具结构形式，动模和定模冷却水路图图所示：4 注塑机型号的确定4.1 注塑机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一.注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。1 按预选型腔来选择注射机：1）.填满模具所需塑料熔体的注射量m=nm1+m2式子中 m 副模具所需塑料的质量或体积（g或cm3） N 初步选定的型腔数量；m1 单个塑件的质量或体积（g或cm3）；m2 浇注系统的质量或体积（g或cm3）,查塑料模具设计指导书得,要学校设计时m=0.6nm来估算；计算单个塑件的体积m1=10506.58mm3=10.5065cm3计算浇注系统的体积m2=0.6210.5065=12.61cm3 则 m=nm1+m2 =210.50658+12.61=33.62cm32）.塑料件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力A=nA1+A2 F=(n A1+A2)式子中A塑件及流道凝料在分型面上的投影面积（mm2）；A1单个塑料件在分型面上的投影面积（mm2）；A2流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（mm2）；F 模具所需的锁模力（N）；塑料件熔体对型腔的平均压力（MP a）；计算塑料件在分型面上的投影面积为：A1=R2=3.14192=1133.54mm2计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积为A2=160mm2查塑料模具设计指导表2-2常用塑料注射成型时型腔平均压力（MPa）塑件特点举例容易成型塑件25PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品容器类一般塑件30模温较高的情况下，成型薄壁容类中等粘度塑件及有精度要求的塑件35ABS、POM等有精度要求零件，如壳类高粘度塑料及高精度、难度模塑料40高精度的机械零件，如齿轮、B轮等选=35MPaA=nA1+A2 F=(n A1+A2) =21133.54+160 =(21133.54+160) 35106=2427.08mm2 =84.9478KN考虑了本产品的生产批量（大批量生产）预选注射机型号。查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000,主要技术参数如下：部分国产（SG318-83轻工部标准）SZ系列注射机主要技术参数表注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360260理论注射容积（cm）179移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压力(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆转速(r/min)10150喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1000喷嘴口直径-4.2 注塑机的选择与相关参数部分国产（SG318-83轻工部标准）SZ系列注射机主要技术参数表注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360260理论注射容积（cm）179移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压力(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆转速(r/min)10150喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1000喷嘴口直径-根据材料是聚甲醛POM选择了柱塞式塑料注射机，材料预干燥2h以上。（1）温度料筒前端：170180 料筒中部：料筒后端：170190 喷 嘴：170180模具：80100（2）压力注塑压力：80130Mpa 保压压力:4060 Mpa （3）时间注塑时间：25s 保压时间：2040s冷却时间：2040s 成型周期：4080s（4）后处理方法：红外线烘箱温度：140150 时间:1h该制件的注射成型工艺卡见附表。4.2.1 注射机的校核由预选注塑机时计算，已知 m=nm1+m2=33.62cm3，为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。则有A%=33.62/179=18.78%。满足要求。校核所选注射机的额定压力Pe能否满足塑料件成型时所需的注射力Po，塑件成型时所需要的压力一般有塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注类型等因素所决定，在生产实践中其值一般为70150MPa，设计中要求PeK/ Po式中 K/注塑压力安全系数，一般取K/=1.251.4，在此取K/=1.3Po在此取Po=100 MPa则Pe =132 MPa K/ P=1.3100= 130 MPa 则PeK/ Po 符合条件4.2.2 锁模力的校核 锁模力是注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注塑机的锁模力必须大于该模的胀型力，按以下式校核注塑机的额定锁模力： FK AP 式中 K锁模力安全系数，一般取K=1.11.2。在此取K=1.1 ，=35MPa代入计算得的数据得：A=nA1+A2=23.14192 +160=2427.08mm2 F=K(n A1+A2) =1.1(23.14192 +160) 35106 = 93.44KN代入 FK AP 得 1000 KN93.44KN，符合条件。4.2.3 塑化能力的校核由初定的成型周期为80秒计算，实际要求的塑化能力为=体积密度=33.621.42=47.74 g 则 =0.5968（g/s），计算得的值0.5968（g/s）小于注塑机的塑化能力10.5（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。4.2.4 喷嘴尺寸、定位圈尺寸校核注射机喷嘴头为球面，其球面半径R与相接触的模具主流道始端凹球面半径R2 =R+（12）mm=11mm，在实际生产过程中，主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.51 mm，如下图所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。 在次设计中D的尺寸为3.5mm 。 模具安装在注塑机上必须使模具中心线与料筒、喷嘴的中心线相重合，定位圈与注塑机固定模板上的定位孔呈间隙配合（H8/e8）。对小型模具为810mm，对大型模具为1015mm，模具端面B台高度应小于定位孔深度。在此定位圈的高度选择为10mm. 4.2.5 模具外形尺寸、厚度校核由已选的注塑机可以知道拉杆内间距(mm)为360260 mm，大于本设计模具最大尺寸280230 mm。注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长、宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具的安装有两种方式，即从注塑机上方直接吊入机内进行安装，或者先吊到侧面推入机内安装，为安装方便，应使模具尺寸与注塑机拉杆间距离（拉杆中心距拉杆直径）小于10 mm。模具厚度必须满足 Hmax Hm Hmin式中：Hm 模具厚度(mm)为301 mm。Hmax注塑机所允许的最大模具厚度(mm)为360 mm。Hmin注塑机所允许的最小模具厚度(mm)为170 mm。得：360301170，符合条件，则所选注塑机型号合适。4.2.6 模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法），模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致，安装比较麻烦，但对于大型模具的安装，这种安装安全可靠；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性，被广泛采用。 该模具外形尺寸为280230，属于小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500500内，属于小模具）。4.2.7 开模行程校核开模行程是指从模具中取出塑料件所需的最小开合距离，用H表示，它必须小于注塑机移动模板的最大行程S。由于所选的注塑机注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。此时最大开模行程S开等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。即：H1+H2+（510）mm注塑机移模行程280 mm；H1推出距离34.68mm；H2流道凝料与塑件高度，由于设计中采用的是大水口模架，则流道凝与塑件高度为112.5 mm。280 mm 112.5+10280 mm122.5 mm 满足要求。5 模具结构设计与选择5.1 浇注系统设计浇注系统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。要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。流道及浇口位置的选择应遵循以下原则：（1）了解塑料的成型性能，设计的浇注系统一定要适应于所用塑料的成型性能，以保证质量（2）尽量避免或减少产生熔接痕（3）有利于型腔中气体的排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比和流动面积比的校核，可避免型腔填充不足的现象。5.2 主流道设计主流道是一端与注塑机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的圆形流动通道。主流道小端尺寸d应与所选注塑机喷嘴尺寸相适应，所选注塑机知道喷嘴尺寸为10mm。主流道小端尺寸d=注塑机喷嘴尺寸+（0.51）mm。主流道锥度一般在24范围内选取，对粘度大的塑料，可取36。5.2.1 主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套或称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。在此选材料为T10A。浇口套都是标准件，常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套，本设计采用有托浇口套。5.2.3 主流道衬套的固定因为采用的有是有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为99.8mm，内径40mm（如下图所示）。主流道德剪切速率为 ，式中 qv模具的体积流量（cm3/s）R主流道平均半径（cm）代入公式中有：=500 g/ s 110 g/ s, 可知所选唧咀符合要求。5.3 分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。5.4 浇口的设计 浇口设计包括浇口截面形状及浇口截面尺寸的确定，浇口位置的选择。一般来说，浇口的截面尺寸宜小些，先确定小些，然后再试模时，根据冲模情况进行修正。特别是一模多腔时，通过修正可以使各个型腔同时均匀充填。浇口形式还要和塑料品种相适应，浇口截面的大小进行计算，剪切速率基本要满足要求。在此设计采用的是搭接式浇注口。合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1）浇口应开设在塑件壁厚最大处，使熔体从壁厚流向薄壁，并保持浇口至型腔各处的流程基本一致。2）尽量缩短活动距离。3）必须尽量减少熔接痕，应有利于型腔中气体排出。5）考虑变形和收缩的方向。6）避免产生喷射和蠕动，而在填充过程中产生波（冲）纹。7）浇口处避免弯曲和爱冲击栽荷。8）注意对外观质量的影响。由已计算知道浇口速率为=500g / s，设计浇口相应的尺寸形式采，如图：5.5 冷料穴的设计冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六各形式，常用的是端部人Z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。在此设计采用的为右图的形式:6 成型零件的设计与加工工艺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、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与逆件间还发生摩擦。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和良好的加工工艺性，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。6.1 成型零件的结构设计6.1.1 模仁设计要求模仁概述：为了节省材料，使加工方便简易，并保证模具有足够的寿命，一套模具应该具有模仁。模仁即是除框架和其它功能部件外的部分，模仁一般镶嵌在框架板上。其要求原则有：1.具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压2.具有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的磨擦3.材料抛光性能好，表面应光滑美观，表面粗糙度要求在Ra4.0以下4.切削加工性能好，工艺性能好5.便于维修。6.有足够的精度，一般孔类零件配合精度达H7-H6在塑件周围均匀分布着防滑直纹，且塑件为大批量生产，多模腔设计，要求各个型腔的尺寸精度要求高，制造电极来加工防滑直纹。其材料选为Cr12MoV，Cr12MoV有较高的淬透性、耐磨性，热处理变形小，强度和韧性都较好。型芯与型腔的平面图如下：6.1.2 模仁材料的选择及其热处理内模的材料受下列各因素支配：1）.使用何种模塑材料； 2）.模塑方法；3）.塑胶零件的设计； 4）.制造数量；5）.塑胶零件的设计； 6）.模具价格；7）.其它有关塑胶材料的物理与化学性能因素（诸如机械强度耐磨性、导热性等）； 8）.加工性能（机加工、热处理、焊接性）；9）.表面处理性能（蚀纹、抛光性等）。6.1.3 A、B模仁的设计与固定A、B模仁总体上是一长方体，要考虑到固定前模仁的螺丝孔的位置、运水（冷却水道）的布置、分流道孔、前模仁固定到前模框中的固定形式等。同时还要考虑到前模仁的布置问题，通过在前模仁中钻运水孔，再其它四个出口处用铜料将其堵住，使其形成一个环路。A模仁的基本尺寸为1467865mm。B模仁的基本尺寸为146 7830mm模仁固定的螺钉M4尽量布置在A模仁中心与中心距离30的位置上。螺钉距离应与3R夹具吻哈。离内模边最小距离0.5d，螺钉孔与运水的最小距离2.5mm。6.2 成型零件的加工工艺6.2.1 成型零件的材料处理成型零件结构设计完后，就要开始零件的材料和加工制作等。由于此塑件端盖的材料是聚甲醛POM，本套模具的成型零件都采用一种牌号叫Cr12MoV的模具钢。（1）.Cr12MoV钢采用低温淬火（9501000oC）和低温回火（200 oC）时，可以获得高的硬度、强度和断裂韧度。（2）. Cr12MoV钢采用高温淬火（10801100oC）与高温回火（500520oC），可以获得良好的热硬性，其耐磨性、硬度也较高，但抗压强度和断裂韧度较低，（3）. Cr12MoV钢采用中温淬火（1030 oC）与中温回火（400 oC）可以获得最好的强韧性配合。在此设计中，将才用（3）的热处理方式。6.2.2 A模仁的加工工艺由前面A模仁的结构设计可知，A模仁就是一个长方体有凹形的框模。其设计尺寸为25015045，而订材料时的尺寸每边必须大约留3的余量，订料的尺寸为25015045，则选择与之相对应的或接近的标准的材料。材料选择了之后，就要进行开料既开粗，开粗的最终尺寸仍然单边要留0.2的余量，再用数控铣床铣好凹坑，并留有余量，因为材料热处理后会有少量变形，余量是留给最后精磨的，即25015043,4。开粗既用开粗的铣床铣掉材料的表层，再到平面磨床上将材料粗磨成长方体。2）热处理前的加工提高材料的硬度，由于热处理后材料的硬度达到了4060HRC，普通的刀具不能再进行铣削加工。因此热处理前加工一些精度要求不高的地方，如螺丝孔、运水、流道等。3）热处理后的加工A模仁热处理后，磨削加工，与模框配合。由于A模板上开的框在此之前已开好，所以要将热处理后的A模仁的四周适量磨削加工，然后由钳工将其抛光，配合到前模框中去。6.2.3 B模仁的加工由前面B模仁的结构设计可知，后模仁就是一个长方体B形的框模。其设计尺寸为25015035mm，而订材料时的尺寸每边必须大约留3的余量，订料的尺寸为25015033mm，则选择与之相对应的或接近的标准的材料。材料选择了之后，就要进行开料既开粗，开粗的最终尺寸仍然单边要留0.2的余量，再用数控铣床铣好凹坑，并留有余量，因为材料热处理后会有少量变形，余量是留给最后精磨的，即25015030.4。开粗既用开粗的铣床铣掉材料的表层，再到平面磨床上将材料粗磨成长方体。2）热处理前的加工提高材料的硬度，由于热处理后材料的硬度达到了4060HRC，普通的刀具不能再进行铣削加工。因此热处理前加工一些精度要求不高的地方，如螺丝孔、运水、流道等。3）热处理后的加工后模仁热处理后，磨削加工，与模框配合。由于后模板上开的框在此之前已开好，所以要将热处理后的后模仁的四周适量磨削加工。然后由钳工将其抛光，配合到后模框。6.3 模具标准件的选用1. 顶板（定模座板35030025mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过6个M12的内六角螺钉与固定板连接，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H8/f8配合。2.A模板（A模仁固定板35025070mm）用于固定型芯、斜导柱。固定板有足够的强度，用45钢，调质230270HB。其上的斜导柱孔与斜导柱一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7配合。3. B模板（B模仁固定板35023070mm）4.顶针面板（35025015mm）和顶针底板（23502