[精品论文]绕线筒手柄侧抽芯设计说明书

目录前言11塑件成型工艺分析311塑件分析312塑件材料的成型特性与工艺参数42拟定模具结构形式721分型面的设计722型腔的设计83注塑机型号选择与确定1031所需注射量的计算1032注射机型号的选定1133型腔数量及注射机有关工艺参数的校核1234注射机安装部分相关尺寸的校核1435开模行程的校核1436模架尺寸与注射机拉杆内间距校核154浇注系统的设计1641浇注系统设计的原则1642主流道的设计1643冷料穴的设计1844分流道的设计1945浇口的设计2246浇注系统的平衡2347浇注系统凝料体积计算2348浇注系统各截面流过熔体的体积计算2449普通浇注系统截面尺寸的校核245成型零件的设计2651成型零件的要求及选材2652成型零件的结构设计2653成型零件尺寸的计算2654型腔刚度的校核306模架的确定和标准件的选用3261模架的选用3262模板尺寸的确定337合模导向机构的设计3571导柱的设计3572导套的设计368脱模机构的设计3881脱模机构的分类及设计原则3882脱模力的计算与校核3983推杆的设计4084脱模机构的复位元件4185侧向分型与抽芯机构的设计419排气系统和温度调节系统的设计4591排气系统的设计4592冷却系统的设计4510典型零件制造工艺47101定模仁型腔部分的制造工艺47102动模座板的数控程序设计4811模具材料的选择5112模具的工作过程5213设计总结5314参考文献54致谢55附录56前言1塑料注射模具简介模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。塑料成型加工及模具技术不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注射成型也称为注塑成型，其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。2我国塑料模具现状及发展趋势CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是CAD/CAM技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。目前我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或接近国际水平，尤其是随着改革开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展，对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我国模具制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此从总体上来看，与国际先进水平相比和与国内市场需求相比，差距还很大。这主要表现在以下方面塑料模具产品水平不高，与国外先进水平相差甚远；我国塑料模制造企业设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率比国外低很多，且设备不配套、利用率低的现象十分严重；开发能力低，在市场上处于被动地位，创造的经济效益方面，国内大多数是微利甚至亏损；国内外模具企业管理上的差距十分明显；我国塑料模具市场总体上供不应求，特别是大型、复杂、长寿命塑料模产需矛盾十分明显。3模具的发展趋势随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，高精度、高效率、自动化、精密、高寿命仍然是模具发展必然的趋势。从技术上来说，主要有以下几个方面（1）CAD/CAM/CAE技术将全面推广；（2）快速原型制造（RPM）、高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术、高压注射成型及相关技术将得到更好的发展；（3）开发新的模具材料，如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料；（4）模具表面强化热处理新技术应用，如我国研制的镜面塑料模具，就是在低级材料中加入NI、CR、AL、CU、TI等合金元素后，经过毛坯淬火与回火处理，使其硬度HRC，然后加工成型，再进行时效处理，使模具硬度上升到HRC，从而大大提高了模具的使用寿命。4本设计的意义及目的振兴和发展我国塑料模具工业，特别是注射模具模日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、通讯等产品中，6080的零件都要依靠塑料模具，尤其是注射模具来成型。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍，上百倍。本次毕业设计的目的是（1）提高动手的能力，将理论与实践相结合；（2）初步掌握模具设计的方法、过程，初步掌握AUTOCAD、ROE等相关设计软件工具，为将来走向工作岗位进行设计研发工作打下基础；（3）培养自己的独立思考能力、动手能力、创新能力和计算机运用能力。本次设计就是设计以PS为原料的圆筒接口注射模具设计,其具体的设计过程及步骤见下面正文部分的内容。1塑件成型工艺分析11塑件分析111塑件模型以下是塑件平面图图11塑件三维立体图图12塑件平面图112塑料PS（聚苯乙烯）113塑料件质量1365G114塑料件体积133CM115色调不透明（红色）116生产纲领大批量生产117工艺结构分析（1）结构分析塑件结构复杂程度一般，表面质量要求也较高。如上图所示，塑件的上端部有三个分布均匀的方形槽，底部有三个对应分布的凸起；同时圆柱面上还有一个侧孔，因而需要考虑侧向分型抽芯机构的设置。塑件外观质量要求高,外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷,综合考虑其浇注时的难易程度和成型特征等因素，浇口最好设置在侧向分型的另一侧的表面上且用点浇口来进行浇注，以保证其表面的成型质量。整体来看该塑件成型简单，但在脱模时包紧力较大，应有一定的脱模斜度，用推杆推出即可。（2）精度等级选用的精度公差等级按照国家标准为一般精度MT3级。（3）脱模斜度该塑件的壁厚约为25MM，从表查得该PS塑件的脱模斜度,型腔为35130,型芯3040。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、摩擦系数的大小及塑料的收缩率。形状愈复杂或成型孔较多时取较大的脱模斜度；制品高度愈高、孔愈深则取较小的脱模斜度；内孔包住型芯，应取较大的斜度。因此,本次设计的圆筒接口的脱模斜度型腔取1,型芯取40。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，否则应在图样上加以注明。当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。12塑件材料的成型特性与工艺参数121塑料PS成型特性（1）名称PS，热塑性塑料，中文名，聚苯乙烯，英文名，POLYSTYRENE。PS其电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好，机械强度一般，但性脆，易产生应力碎裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。（2）PS主要性能PS，燃烧性慢，屈服强度、拉伸强度3563MPA，伸长率不大，热变形温度6596C，计算收缩率为0506。具体如下表表11PS的物理、热性能指标性能单位数值密度3/CMG104106比体积094096吸水率（24H）003005收缩率（）0506熔点（或粘流温度）131165热变形温度线膨胀系数C/105659668表12PS的力学、电气性能指标性能单位数值抗拉、屈服强度MPA3563拉伸弹性模量MPA2835103抗弯强度MPA6198冲击韧度KJ/M2054086（悬臂缺口）布氏硬度HBM6580体积电阻率介电常数（10HZ）6M101424265（3）成型特性A无定形料，吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂；B流动性较好，溢边值003MM左右；C塑件壁厚均匀，不宜有嵌件，（如有嵌件应预热），缺口，尖角，各面应圆滑连接；D可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式；E宜用高料温，模温、低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件），但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差；F可采用各种形式进料口，进料口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度宜取2以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道系统。（4）主要用途适于制作绝缘透明件、装饰件及化学仪器、光学仪器等零件122塑料PS的成型工艺参数（1）注射成形机类型螺杆式适用注射机类型螺杆、柱塞均可（2）螺杆转速（R/MIN）48（3）预热和干燥温度（C）6075时间（H）2H（4）料筒温度（C）后段140160中段前段170190（5）喷嘴温度（C）喷嘴形式自锁式；（6）模具温度（C）3265（7）注塑压力（MPA）60110（8）成型时间（S）注塑时间1545保压时间03冷却时间1560总周期40120（9）后处理方法用红外线灯、鼓风烘箱烘烤温度70C时间24小时123塑成型过程（1）预烘干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）清理嵌件、预热；清理模具、涂脱模剂放入嵌件合模注射。2拟定模具结构形式21分型面的设计211分型面的设计原则分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，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，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。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有很大的影响。分型面的设计原则为（1）便于塑件脱模；A在开模时尽量使塑件留在动模内B应有利于侧面分型和抽芯C应合理安排塑件在型腔中的方位（2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏；（3）尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）；（4）有利于排气；（5）尽量使模具加工方便；（6）有利于嵌件的安装；（7）有利于预防飞边和溢料的的产生；（8）有利于模具结构的简化。该塑件在进行塑件设计时已充分考虑了上述原则，同时从塑件图样可看出该塑件一端顶部有三个方形孔，且对应着底部有三个凸起端，同时在外圆柱面上有侧向的孔，因此在分型时需要有多个型芯和侧向抽芯机构进行分型。212分型面选择方案（1）分型面选择方案单分型面注射模单分型面注射模又称两板式模具。它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。（2）分型面选择方案双分型面注射模双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，常见的有以下几种A定距板式双分型面注射模B定距拉式双分型面注射模C定距导柱式双分型面注射模D拉钩式双分型面注射模E摆钩式双分型面注射模F尼龙拉钩式双分型面注射模双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。综上分析，本设计拟定采用单分型面注射模。213分型面的确定对于此塑料件，外观质量要求一般，并为防止在塑件外表面出现飞边而影响外观质量,其分型面形式与位置如图所示图21分型面的形式与位置22型腔的设计221型腔数目的拟定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种（1）根据经济性确定型腔数目；（2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目；（4）根据制品精度确定型腔数目。型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该圆筒接口塑件精度要求不高，生产批量大批量生产，且具有抽芯机构，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模四腔。一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不太高的小型塑件，是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由此可见，该注塑机正好匹配所对应的型腔数目，所以可确定其型腔数量为4个。222型腔的布置型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料。为此，本模具一模四腔的布置方式如下图图22型腔的布局3注塑机型号选择与确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模时应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合规范的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式。在确定模具结构形式及初步估算外型尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、注射力锁模力、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、开模距离等进行计算。同时设计人员还必须对提供的注射机进行校核。31所需注射量的计算311塑件质量、体积的计算对于该设计，用户提供了塑件图样，据此建立塑件模型并对此塑件分析得塑件体积V113000MM313CM3，塑件质量1365G1VM312浇注系统凝料的初步计算、确定由于该模具采用一模四腔，按塑件体积的06倍计，所以浇注系统的凝料体积为312CM3146012V则该模具一次注射所需塑料PS体积832CM32104V质量8736GM313塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力22221467843504MANKNPFM51986721型式中A塑件及流道凝料在分型面上的投影面积；单个塑件在分型面上的投影面积；1A流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积；2模具所需的锁模力/N；MF塑料熔体对型腔的平均压力/MPA由于该塑件材料为PS且壁厚均匀，属于容易成型型P的塑件，故查表可取25MPA。型32注射机型号的选定一般注射机都有高速、低速两种特性（或称高压时间，低压时间）并可调节选用。1000以下2CM的中、小型注射机，其注射时间常为4S，大型注射机注射时间在12S以内，注射速度一般为57M/MIN，常用低速注射。选用低速注射的注射机时，模具设计应注意防止产生冷接缝，型腔充填不足。选用高速注射的或用大注射量、大锁模力的注射机注射大面积、小重量的塑件时，模具设计应防止融料内充入空气、排气不良、融接不良、塑件内应力增大、塑料易分解、嵌件型芯受冲击力大及易发生飞边等弊病。根据上面计算得到的M和值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量G）和额F定锁模力F应满足（或V1109）GMG51670383CM式中注射系数，无定型塑料取085，结晶型塑料取075。FM根据以上的初步计算投影面积和锁模力，选定型号为SZ125/630的卧式注射机。其主要技术参数见下表表31SZ125/630注塑机的主要技术参数注塑机各项目单位参数结构型式螺杆直径螺杆转速理论注射容量塑化能力注射速率额定注射压力锁模力拉杆内间距锁模型式最大模具厚度最小模具厚度移模行程定位孔直径MMR/MINCM3G/SG/SMPAKNMMMMMMMMMM卧式4014200140168110126630370320双曲肘300150270125续表31注射机各项目单位参数喷嘴球半径SRMM15喷嘴孔半径SRMM333型腔数量及注射机有关工艺参数的校核331型腔数量的校核由注射机料筒塑化速率校核型腔数量42630/1MKMTN上式中264远大于4，所以型腔数量校核符合要求。式中K注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取075；M注射机的额定塑化量（G/S）,该注射机为168G/S；T成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30S；单个塑件的质量和体积（G或），取1365G；1M3CM1浇注系统所需塑料质量和体积（G或），取06；214M332注射机工艺参数的校核1）最大注塑量的校核为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的3575范围内，最大可达80，最低不应小于10。既保证塑件质量，又充分发挥设备的能力，选在5080范围内为好。最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。注射量容积表示最大注射容积为3MAX105470CMV式中模具型腔和流道的最大容积（）；MAXV3CV指定型号与规格的注射机注射量容积（），该注射机为140；3C注射系数，取075085，无定型塑料可取085，结晶型塑料可取075，该处取075。倘若实际注射量过小，注射机的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。故每次注射的实际注射量容积应满足3MIN5140250CMVVMIN，而832，符合要求。AXV3C2）锁模力的校核锁模力是指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，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即KNAPKF472035678210型符合要求。式中型腔的平均压力，查表到25MPA；型P锁模力安全系数，一般取1112。0K0K3）注塑压力的校核所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，成型时所需注射压力大致如下1、塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于70MPA。2、塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度要求一般者，所需注射压力通常选用70100MPA。3、塑料熔体具有中等粘度（改性PS、PE等），塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选用100140MPA。4、塑料熔体具有较高粘度（PMMA、PPO、PC等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度要求严格的塑件，所需注射压力约在140180MPA范围。注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力126MPA，应该大于注射成型时所需用的注射压MAXP力，即0PMAK1269040MAX符合要求。式中安全系数，常取12514，这里为使用安全取用14。K实际生产中，该塑件成型时所需的注射压力为70100MPA，这里取90MPA。34注射机安装部分相关尺寸的校核341喷嘴尺寸主流道的小端直径D大于注射机喷嘴直径D，以利于塑料熔体流动。通常为DD（051）MM对于该模具D3MM，取D35MM符合要求。主流道入口的凹球面半径应大于注射机喷嘴半径，以利于同心和紧密接触，使主流道内0SRSR的凝料易脱出。通常为（12）MM0对于该模具15MM，取16MM，符合要求。SR0S342定位圈尺寸注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。注射机定位孔尺寸为，定位圈尺寸取且两者之间呈间隙配合，符合要求。M125M125343模具厚度校核模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系两者之关系应满足MINMAXH式中模具闭合后的总厚度/MMMH注射机允许的最小模具厚度/MM；IN注射机允许的最大模具厚度/MM；MAX由上表31可知，；MH150INM30AX而该模具的总厚度H25632040408025293MM，符合要求。35开模行程的校核开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开模距离，它必须小于注射机的最大开模行程，由于注射机的锁模机构不同，开模行程的效核有三种情况。351注射机最大开模行程与模具厚度无关这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其最大开模行程由曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。对于单分型面注射模具，其开模行程按下式校核MH中S注射机最大开模行程，表31查得S270MM；塑件脱模距离/MM；包括流道凝料在内的塑件高度/MM；1H2352注射机最大开模行程与模具厚度有关对于全液压式锁模机构的注射机，最大开模行程受到模具厚度的影响。此时最在开模行程等于注射机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。KSMH对于单分型面注射模，按下式校核10521HSMK则MHSMK3830521240MM233MM,符合要求。K353有侧抽芯时的开模行程的校核当利用开模行程完成侧向抽芯时，开模行程的校核还应考虑为完成抽拔距L而所需要的开模行程，由于时，开模行程仍应按以上两式进行校核，可知经校核符合要求。CHC21H36模架尺寸与注射机拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为250MM315MM，而注射机拉杆内间距为370MM320MM，由此可以看出其模架尺寸校核符合要求。4浇注系统的设计41浇注系统设计的原则浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内的进料通道，它分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。浇注系统设计原则为（1）重点考虑型腔布局。（2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。（3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。（4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。（5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料”。（6）排气良好。（7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。（8）保证塑件外观质量。（9）较高的生产效率。（10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为）。该模具采用普通流道浇注系统，其包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。为确保塑件外观质量，进料浇口采用潜伏式的点浇口。为降低塑料熔体的压力和减少热量损失，流道应尽量短；开模后依靠塑件向型芯收缩的包紧力而滞留于动模一侧，但为了顶出塑件，还需在动模上设计顶出装置。为使开模时塑件滞留于动模一侧，需借助开模力驱动顶出装置。42主流道的设计421主流道的设计要求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或型腔中。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。其主要设计要点为1主流道圆锥角26，对流动行差的塑料可取36，内壁粗糙度为RA063M。2主流道大端呈圆角，半径R13，以减少料流转向过度时的阻力。3在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60MM，过长则会影响容体的胜利充型。4对于小型模具可将主流衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/M6过度配合，与定位圈的配合采用H9/F9的间隙配合。5主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。422主流道尺寸的确定（1）主流道小端直径D注射机喷嘴直径（051）3（051），取D35MM。（2）主流道球面半径SR注射机喷嘴球头半径（12）015（12），取SR16MM。0（3）球面配合高度H3MM5MM取H4MM。（4）主流道长度L，尽量小于60MM，由标准模架及该模具的结构的特征，取L50MM。（5）主流道大端直径DD2L65MM（取半锥角为12，取2）TAN取D65MM。423主流道浇口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，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即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如T8A、T10A等，热处理硬度为5358HRC。主流道衬套图如下0820A图41主流道衬套主流道衬套和定位圈设计成整体式，用于小型模具，中大型模具设计成分体式。但由于该模具主流道较长，设计成分体式较宜。其定位圈的结构尺寸如图42所示图42定位圈424主流道浇口套的固定形式如图43所示图43浇口套的固定形式43冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025MM的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量；开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。431主流道冷料穴开模时应将主流道中的冷凝料拉出来，所以冷料穴的直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。该模具采用底部没有推杆的圆环槽冷料穴，当其被推出时，塑件和流道凝料能自动坠落，易实现自动化操作。其具体形状如图所示图44主流道冷料穴432分流道冷料穴当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料穴，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的152倍。具体情况见装配图。44分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔模具一定要设置分流道。大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。441分流道截面形状的选择常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等具体形状如图45所示分流道最理想的设计就是把熔体在流道中的压降降到最小，在多种常见截面当中，圆形截面的压降是最小的。但由于圆形的分流道必须在上下模板上都加工出半圆槽，工艺性不好，加工时对中困难；浅矩形及半圆形截面流道，由于其表面积大，效率相对较低；故此设计中综合考虑采用工艺性更为合理，压降也比较小且塑料熔体的热量散失不大，又容易脱模的U形截面或梯形截面。在本设计中采用梯形截面的分流道。图45分流道的截面形状形式442分流道的布置形式在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式。平衡式布置是指分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相等的布置形式。它要求各对应部分的尺寸相等，这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，使成型的塑件力学性能基本一致。但是这种布置使分流道较长。非平衡式布置是指分流道到各个型腔浇口的长度相等的布置。这种布置使塑料进入各个型腔有先后顺序，因此不利于均衡送料，但对型腔数量多的模具，为不使流道过长，也常采用。为了达到同时充满型腔的目的，各个浇口的断面尺寸要制作得不相同，在试模的时候要多修改才能实现。分流道在分型面上的布置与型腔的排列相关，有多种布置形式，但应遵守两方面的原则一是排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面是流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用第一种平衡式。其分流道的布置类型如下图所示图46平衡式分流道的布置形式443梯形分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，工程设计中分流道截面形状常采用梯形截面。加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。一般设计中常采用下面的经验公式可确实其截面尺寸，即MLMB3106513240265404BH73式中B梯形大底边的宽度/MM；M塑件的质量/G；L分流道的长度/MM；H梯形的高度/MM。注上式的适用范围，即塑件厚度在3MM以下，质量小于200G，且B的计算结果在3295MM范围内才合理。由上式结果在此范围内，合理。梯形的侧面斜角常取，取6，且又根据塑料常用分流道尺寸推荐范围表查得取B为10536MM，则H取25MM。底部圆角R13MM，取R1MM。其截面形状及尺寸如图所示图47梯形分流道444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，一般取06316M，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。也有效的降低了加工成本。该模具取RA08M。445分流道长度长度应尽量短，且少弯折，因此根据查表经验知道，取得第一级分流道；ML701第二级分流道。32其分流道长度设计如下图48分流道长度尺寸设计45浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统最关键的部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口截面积通常为分流道截面积的007009倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度约为052MM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。451浇口的类型及确定注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口，按浇口的形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式浇口；按浇口的特性可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的位置可分为中心浇口和侧浇口等。对于该模具，是中小型塑件的多型腔模具，依据塑料件形状和精度要求，该塑料件采用潜伏式点浇口比较适宜。其形状如下图图49潜伏式点浇口452浇口截面尺寸的确定潜伏式浇口中心线与分流道中心线的夹角一般在45O60O之间取值，浇口的截面常为圆形或椭圆形，其截面尺寸根据点浇口进行计算。通过查表，点浇口截面直径为0813MM，浇口长度为1MM。453浇口位置的选择浇口开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口位置时，应注意以下几点（1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。（2）浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。（3）浇口位置选择有利于型腔中气体的排除。（4）浇口位置应选择在能避免制品产生熔合文的部位。对于圆筒类制品，采用中心浇口比侧浇口好。（5）对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。（6）浇口应设在不影响制品外观的部位。（7）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。根据以上经验确定该模具采用点浇口的位置选择在塑件的外缘的底部较好。46浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均匀的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。47浇注系统凝料体积计算（1）主流道与主流道冷料穴凝料体积3222541MHDDDHV冷锥主（2）分流道凝料体积31089536230梯（3）浇口凝料体积由于很小，可取为零。浇V（4）浇注系统凝料体积3441浇梯主总VV3M该值小于前面对浇注系统凝料的估算，所以前面有关浇注系统的各项计算与校核符合要求，不需要重新设计计算。48浇注系统各截面流过熔体的体积计算（1）流过浇口的体积31CMVG塑（2）流过分流道的体积327R分塑（3）流过主流道的体积365CMVRS主49普通浇注系统截面尺寸的校核（1）主流道剪切速率的校核123304682501SRQVG式中模具的体积流量；T为注射时间VQSCM/3SCMTVQSV/583由经验公式求得注射时间约为45S；R主流道平均半径，R25MM；对于主流道剪切速率，校核合理。131205SS（2）分流道剪切速率的校核1233054206SRQN式中分流道的体积流量；VQSCM/3CMTVR/3分流道截面的当量半径R25MM；NRN式中A实际流道的截面面积；L实际流道截面的周边长度。32LAN2CCM对于分流道剪切速率，校核基本合理。1205S（3）浇口剪切速率的校RQ对于点浇口剪切速率，校核基本合理。150S5成型零件的设计成形零件系指模具型腔的零件，通常凸凹模、型芯、各种成型杆或成型环等。51成型零件的要求及选材成型零件直接与高温高压塑料熔体接触，且聚苯乙烯（PS）属于化学性腐蚀塑料，生产时成型过程中会分解出腐蚀性气体，将对模具产生腐蚀作用，这就要求其必须具有一定的耐磨性、耐热性和抗腐蚀性能，且需要足够的强度和硬度，以承受料流的摩擦和磨损。因此高碳高铬型耐蚀塑料模具钢是最佳的材料选择。所以，该模具的型腔和型芯均为CR18MNV，经调质处理后具有良好的综合机械性能，易于切削，易于抛光且热处理变形小。52成型零件的结构设计由于塑件外观质量要求高,故而型腔采用了整体嵌入式结构,制造时经过预铣后采用电火花加工盲孔形成内成型表面,再经反复抛光,使其表面粗糙度达到RA005M以下，达到镜面效果。型芯则采用镶块镶嵌于动模板中,再利用镶件成型塑件内表面的凸起结构,降低了模具制造难度及模具制造成本。53成型零件尺寸的计算531影响工件尺寸因素（1）塑件的公差塑件的公差按规定取单向极限制，制品的外轮廓尺寸公差取负值“”制品的内腔尺寸取正值“”。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，取“”。（2）模具制造公差模具制造公差可取塑件公差的即公差的。,613613Z而且按成型加工过程中的增减趋向取“”、“”符号。（3）模具的磨损量对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，即，对于大C型塑件则取以下，另外对于型腔底面（或型腔端面），因与脱模方向垂直，故磨损量0。61（4）塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。2MINAXS（5）模具在分型面上的合膜间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时塑件产生的飞边也小。飞遍厚度一般应小于00201。532成型零件工作尺寸计算一般情况影响零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差，塑件的收缩率S和模具磨损量Z这三项。C塑件的尺寸公差取MT3，则制造公差；Z13磨损量取；6C塑件PS的收缩率S055。成型零件的尺寸按下式计算得凹模的径向尺寸公式ZSLSM0431式中制品尺寸；凹模的尺寸；SL塑件的公差值，可查表得出；模具成型零件制造误差，当塑件的尺寸小于50MM时，可取或，在这里取。31431高度尺寸公式ZSHSM02型芯的径向尺寸431ZLS型芯高度尺寸公式02ZSHSM成型零件的工作尺寸与塑件尺寸关系如图示图51型腔（1）型腔工作尺寸的计算按照“入体原则”，如图，根据公式计算得MSDZM1073200198450143Z0832400252MSDZ053316003944501431型腔的高度尺寸计算为SHZM09332800545012431（2）型芯尺寸的计算对于该塑件的型芯包括圆筒、圆柱型芯；用于侧抽机构的小型芯和上部的非圆柱型芯，如下图所示012A012A图52圆筒型芯012A012图53侧抽小型芯01图54小型芯图55圆柱型芯对于圆柱形型芯，如图52、3、5得，型芯的径向尺寸计算为MSDZ017032145450140Z08032429230MSDZ0403123501410其高度（长度）尺寸为SHZ08032419501230MZ0670322510SLHZ093031455013210MSLHZ0530316625013210对于非圆柱形型芯，如图54所示得，其径向尺寸和高度尺寸计算分别为SLZ0930314150140MLZ040312230SHZ08032413950120MZ04031243054型腔刚度的校核在注射成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和风度。由于该模具属于小型模具，在塑料熔体的高压作用下，用强度公式进行型腔和底板厚度的设计计算，同时要用刚度条件公式校核。541型腔侧壁的厚度（按整体式圆形型腔计算）968MM12PRS式中模具材料的许用应力（MPA）；取245MPA；型腔压力，一般取2545，取25PMPA按刚度条件进行校核得1532MM3145EPHS式中E模具材料的弹性模量（MPA），碳钢为21MPA；50H塑件的高度（MM）。综合考虑取壁厚为24MM，符合要求。542型腔底板的厚度695MM21870PRHS式中R塑件的半径（MM）；型腔压力，一般取2545，取25PMPA模具材料的许用应力（MPA）按刚度条件进行校核得1093MM314560EPHS式中E模具材料的弹性模量（MPA），碳钢为21MPA；50H塑件的高度（MM）。综合考虑模具中所选用底板厚度为18MM，符合要求。6模架的确定和标准件的选用模架的概述模架是注塑机的骨架和机体，模具的每一部分都寄生其中，通过它将模具的各个部分有机的联系在一起。我国市场上销售的模架一般由定模座板（或定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、动模定板（或叫型芯固定板）、支撑板（或叫动模垫板）、垫块（或叫模脚）、动模座板（或叫动模底板）、推板（或叫推出底板）、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。根据需要，还有特殊的模架，如点浇口模架等。61模架的选用以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。模架部分要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其时对大型模具，这一点尤为重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用模板尺寸BL250MM315MM型的中小型标准模架，可符合要求。2A模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位。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。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。所选用的模架如图所示图61模架的规格尺寸62模板尺寸的确定621定模座板（315315厚25MM）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过4个内六角螺钉与定模板连接，规格为4M12；定位圈通过4个内六角螺钉与定模座板连接，规格为4M12。622定模板（250315厚63）用于固定定模的模仁、导套。该板应具有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢制成，最好调质230HB270HB。其上的导套孔与导套采用H7/F6配合。上面还开有4个弹簧顶销孔，以便分模时，斜滑块顺利地抽出完成侧抽芯动作。623中间板（250315厚20MM）中间板的作用主要是为了先进行侧抽芯动作，以便在第二次分型时能够使塑件推出。624动模板（250315厚40MM）材料为45钢，用于固定下模仁和型芯，且上面开有复位孔和螺钉孔进行模板的复位和固定；同时还有导柱孔，以便开合模时能顺利进行。625支承板（250315厚40MM）支承板应具有较高的平行度和硬度。该模具的一个圆筒型芯固定在支承板上面，另外还有一个下模仁固定在上面，起到了固定模仁的作用，所以用材料55钢较好，调质处理为230HB270HB。626垫块（50315厚80MM）垫块它是用来连接支承板和动模座板的结构。其作用主要是，在动模座板与动模垫板之间形成推出机构的动材料为CR18MOV，角垫块。（该模具采用平行垫块）垫块一般用Q235A制造，也可用HT200或45钢等。模具组装时应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。垫块的高度计算与校核SH321020162535645MM80MM，符合要求。式中顶出板限位钉的厚度，该模具没采用限位钉，故其值为0；1H推板厚度，为20MM；推杆固定板的厚度，为16MM；23H推出行程，为25MM；推出行程富余量，一般为3MM6MM，取35MM。S627动模座板（3