液晶显示器后壳模具毕业设计

1、摘 要本设计主要是液晶显示器后壳的注射模具设计。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，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、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。介绍了模具的结构组成及工作原理。该模具一模一腔,采用斜顶定出机构,结构合理,运行可靠。通过模具设计表明该模具能达到电脑后壳的质量和加工工艺要求。关键词：塑料；注塑模具；模具结构；UG Abstract This design mainly is 19 inch LCD computer shell injection mold design. Through to the plast

2、ic parts for process analysis and structure analysis, from the product structure craft, specific die structure, the mould of gating system, molding part of the structure, the ejection system, selection of injection machine and related parameters of checking all have detailed design. Introduces struc

3、ture and working principle of the die. The mold one module and one cavity, adopts the lifter set organization, reasonable structure, reliable operation. Through the mold design shows that the mould can achieve computer shell quality and processing technology. Keywords: Plastic; Injection mould ;The

4、mould structure;UG目 录摘 要 IAbstractII一. 概论6二、塑件成型工艺的可行性分析112.1 塑件分析.112.2塑件的原材料分析11三、 注射成型机的选择与成型腔数的确定153.1注射成型机的选择153.2注塑机的校核163.3成型腔数的确定16四、浇注系统的设计 184.1 分型面位置的确定 18 4.2 确定型腔数量及排列方式194.3 浇注系统的设计 204.4 凹模的结构设计 234.5 凸模的结构设计 23五、成型零件结构设计 255.1成型零件工作尺寸的计算 255.2 模具成型零件的工作尺寸计算 256、 设计排气和引气系统设28七、导向与脱模机构

5、的设计297.1导向机构的设计297.2顶出机构的设计30八、冷却系统设计388.1冷却系统的设计原则 388.2 温度调节对塑件质量的影响388.3 对温度调节系统的要求398.4 冷却装置的设计要点398.5冷却系统设计计算39九、其它结构零部件的设计 40十、小结42注释和参考文献43谢辞44第1章 概论1.1模具工业的概况 在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对

6、其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业

7、是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。 目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是

8、制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。1. 2.我国塑料模具工业技术现状及地区分布在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。还能生产厚度仅为0. 08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。注塑模型腔制造精度

9、可达0. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达50 100万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机显示器后壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率

10、达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司

11、的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20、3Cr2Mo、

12、PMS、SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。技术比较见表1表1: 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0. 0050. 01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010. 05 umRa0.20 um非淬火钢模具寿命10-60万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体

13、不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月 我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计，我国现有模具生产厂近2万家，从业人员约50万人，“九五”期间的年增长率为13%. 2000年总产值为270亿元，占世界总量的5%。2008年总产值为450亿元，近十年来增长率为15%以上。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量

14、的20%左右，其中，中高档模具进口比例达40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏

15、、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面：(1)国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低很多，而模具生产周期却要比国际先进水平长很多。(4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于

16、技术落后。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结

17、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。在教学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。我国模具工业是一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。1.3.我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具技术的发展趋势主要是：

18、CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CADCAMCAE技术的进一步集成化、一体化、智能化； PDM(产品数据管理)、CAPP(计算机辅助工艺设计管理)、KBE(基于知识工程)、ERP(企业资源管理)、MIS(模具制造管理信息系统)及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用； 高速、高精加工技术的发展与应用； 超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用； 快速成型与快速制模(RPRT)技术的发展与应用； 热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用； 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用； 优质模具材料的研制及正确选用； 模具自

19、动加工系统的研制与应用； 虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。1.4 .注塑模具CAD发展概况及趋势 计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面，塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。三十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔

20、内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。 第二章 塑件成型工艺的可行性分析2.1 塑件分析图 1 产品图2.2 塑件的材料分析 本零件是显示器后壳，查阅读塑料产品材料手册，本零件材料选择ABSABS材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙

21、烯使它有良好的加工性和染色性。ABS属于热塑性塑料，外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒，无味。密度1.021.05g/cm3成型温度范围（180-240）,成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的的机械强度和一定的耐磨性，耐油性，化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐、及水和无机化盐的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部份醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面不可接触受冰醋酸，植物油等化学药品，否则会引起应力开裂。

22、此外，ABS的缺点是耐热性不高，低介电强度，低拉伸率，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的耐气候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬发脆。2.3 塑料成型工艺性能分析塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，对注塑材料ABS工艺特性进行分析：2.3.1收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。一般对于大型模具的收缩率计算，我们采用实际收缩率进行计算：SS=a-b/b×100% （SS:实际

23、收缩率；a:模具或塑件在成型温度时的尺寸；b：塑件在室温时的尺寸；c：模具在室温时的尺寸） 对我所设计的零件属于小型的模具，所以采用SJ=c-b/b×%（Sj：为计算收缩率） 由于本次毕业设条件的原因，没有办法自己去测量出：c b 值。于是我们通过查找资料塑料成型工艺与模具设计附录B 常用塑料的收缩率，可得：ABS塑料成型收缩率为：0.002-0.005，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会影响塑料的收缩率变化。我们取一个相对平均值：0.003。2.3.2流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔

24、接痕等缺陷。但流动性太好，又会在成型时主生严重的飞边。ABS材料属于热塑性塑料，分子成线型，具有良好的流动性。其次：料温，压力，模具结构都会影响塑料的流动及充模能力。2.3.3吸湿性 吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小分类，ABS塑料属于吸湿性塑料，吸水率为:0.05%-0.5%。在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上出现气泡，银丝与斑纹等缺陷。因此，在成型前必须进行干燥处理。一般干燥温度取80-90，干燥时间为两小时。2.3.4热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而影响到塑件的

25、性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会释放出一些挥发性气体，这些气体一般具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，还是模具都会造成一定的影响。ABS塑料成型温度为210-250，经查中国人力资源专家网提供的材料编经验值得，到达260变色，于料温达到280时，塑料出现分解。于是注塑成型是，一般取210-250。 综上所述：ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：型腔401°40型芯30°ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理

26、等。附表11 ABS材料性能、工艺参数表密 度1.05拉伸强度3349收缩率0.0030.008拉伸弹性模量1.8熔 点130160弯曲强度80热变形温度（45N/cm2）6598弯曲弹性模量1.4压缩强度1839模具温度2570缺口冲击强度1120喷嘴温度180190硬 度R6286中段温度210230外 观微黄色或白色不透明后段温度200220吸水率0.050.5干燥温度8090特 点耐热、表面硬度高，尺寸稳定、耐化学、易成型加工，可渡鉻注射压力70100MPa塑化形式螺杆式柱塞式干燥时间2H保压压力30-80MPa背压压力3-20MPa比 重1.05注塑时间3-5s保压时间10-30s2

27、.4塑料件的尺寸精度分析按塑件的尺寸MT精度要求,未标注公差为自由，按ABS材料模塑件公差等级（GB/T 14486-1993）选取一般精度要求MT5。2.5塑料件的使用性能分析塑件外表面光亮耐磨，平整，圆孔主要作用和前壳进行安装固定，精度不高，整体无变形即可。2.6塑料件的表面质量分析该塑件要求外形美观，外表面粗糙度均取Ra0.8m。内表面无要求，可将顶出装置放置在内表面。塑件制品内、外表面成型后方不可见边缘有缺陷，边缘面要求平整。2.7塑料件的结构分析1、塑件形状比较简单，无过多的配合2、塑件整体结构较小，平均壁厚为3.0mm第3章 注射成型机的选择与成型腔数的确定3.1注射成型机的选择

28、3.1.1 估算零件体积和投影面积。用PROE建模分析知塑件体积为体积：V=345.9cm3，单侧投影面积为：A=398254.72mm3，由于此模具浇注系统采用直接浇口，其浇注系统凝料较小，浇注系统的体积为10cm3 ，由于采用的是一模一腔 固 V总=V塑 +V浇 2= 345.9 + 10=355.9cm33.12锁模力计算其所需锁模力为： F锁 =A·P型=398254.72×45Mp=1792.09KN （3.1）3.13选择注射机及注射机的主要参数注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方

29、向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手去产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，

30、塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。通过上述的分析，该塑件的注射量和锁模力较大，初步选用注射机XS-Z-60。注射机XS-ZY-1000参数：额定注射量：1000mm最大成型面积：1800cm柱塞直径：85mm注射压力：121Mpa模板尺寸：900×1000（mm×mm）柱杆空间：650×550(mm×mm)锁模力：4500KN喷嘴圆弧半径：20mm喷嘴孔径：4mm最大开模行程：700mm模具最大厚度：700mm模具最少厚度：300mm 3.2注塑机的校核1、注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，ABS塑件的注

31、塑压力一般要求为40120MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。2、锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力Pc可按下式粗略计算： Pc=kP（MPa） （3.2）式中： Pc为型腔压力，MPa； P为注射压力，MPa； K为压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取。所以 ， Pc=KP=0.37×120=45MPa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： T>KPcA （3.3）式中： T为注塑机的额定锁模力，KN； A为塑件和

32、流道系统在分形面上的投影面积，mm2； K为安全系数，通常取1.11.2； KpcA=1.2×45×398254.72=2515.58KN （3.4）所以T=2515.58KN >KPcA成立，即该注塑机的锁模力符合要求。3.3成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： =2.09 （3.5）式中： N-型腔数 S-注射机的注射量（g） W浇-浇注系统的重量（g） W件-塑件重量（g） 因为，N=2.09>1所以，此模具型腔为一模1腔结构合理。第4章 浇注系统的设计4.1分型面位置的确定 该塑料外形要求美观，无斑点和熔接

33、痕，表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件。 在注塑模中，用于取出塑件或浇注系统凝料的面，通称为分型面。常见的取出塑件的主分行面，与开模方向垂直。分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具的结构与制造成本。在选择分型面时，应遵守以下规则： （1）：分型面应该选择在塑件的最大的截面处； （2）：尽可能地将塑件留在动模一侧。因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行； （3）：有利于保证塑件的尺寸精度； （4）：有利于保证塑件的外观的质量； （5）：考虑满足塑件的使用要求。注塑件在模塑过程中，有一些很难避免的工艺缺陷，如

34、拔模斜度、分型面上飞边及顶杆与浇口的痕迹等。在设计分型面时，应从使用角度避免这些工艺缺陷影响塑件的功能； （6）：尽量减少塑件在合模平面上的投影面积，以减少所需的锁模力； （7）：长芯应置于开模方向； （8）：有利于排气，应有利于简化模具。考虑以上几方面，我们将塑件投影面积最大的平面作为分型面，与开模方向垂直。采取动模边侧向分型，以使模具结构尽量简单这个模具的分型面，因此我选择最大的横截面上也就是选择在制品的低部作为分型面，这样的选择既不影响制品的外观，也不影响制品的脱模了。如图4所示图4 分型方案4.2确定型腔数量及排列方式 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

35、注射量、制品的精度等。对于精度要求高的小型塑件和大中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，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。 由于模具的体积及尺寸非常大，为了使模具能满足一般注射机及节约成本，本模具采用一模一腔 4.3浇注系统的设计 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。4.3.1浇口设计 浇口的形式众多，通常都有边

36、缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。1、进料位置的确定 浇口位置对塑件质量有直接影响，主要按塑件形状和要求来确定。在确定浇口的具体位置时，通常应考虑以下几方面原则： （1) 应避免料流产生喷射和蠕动等熔体破裂现象。 （2) 使塑料流动能量损失最小，那么应使填充型腔各部分的流程最短料流变向最少。 （3) 浇口位置应开设在塑件断面最后处。 （4) 有利于型腔排气。 （5) 有利于减少避免成型塑件熔接痕。 （6) 考虑塑件的受力情况。 (7) 有利于减少塑件翘曲变形、 (8) 考虑塑件的外观质量。 （9) 浇口的位置及大小要考虑对型芯或镶件的影响。

37、 （10) 流动比校核。 （2）浇口尺寸的确定查参考资料塑料成型模具与设备表4-4 各类浇口的特征。1）浇口形式的选择由于该塑件体积较大，浇口需满足能注射要求。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用直接浇口形式。2）进料位置的确定根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件中心顶部。4.3.2主流道的设计主流道通常位于模具的入口处，其作用是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，以便于塑料熔体得流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用的主流道，由于

38、要与高温塑料及喷嘴反复接，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套1。浇口套的尺寸设计要求：（1）浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为R，注射机球面半径为r，其关系式如下： SR=SR1+(12)=19+1=20mm; 4.1）（2）浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔d1直径大0.52mm。很据模具特点和设计要求浇口套的长度为75mm。 D=4+0.5=4.5mm （4.2）（3）浇口套的形式如下，浇口锥度为2°，长度为75mm。 图4.3.1浇口套（4）主流道衬套的固定因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定圈也是标准件，外径为150

39、mm，内径36mm。具体固定形式如下图所示：图4.3.2定位圈和浇口套的固定4.4 Moldflow 的分析随着计算机技术及CAE技术的迅速发展,特别是Moldflow 软件的推出与应用,可以在模具加工前,通过计算机对整个注塑成形过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况。Mlodflow软件的作用主要体现在以下几个方面：(1) 优化塑料制品设计塑件的壁厚、浇口数量与位置及流道系统设计等对于塑料制品的成败和质量关系重大。以往全凭制品设计人员的经验来设计,费力、费时,设计出的制品也不尽合理。利用Moldflow 软件,可以快速地设计出理想的塑料制品。(2) 优化塑料模设计利用Moldf

40、low 软件,可以对型腔尺寸、浇口位置及尺寸、流道尺寸、冷却系统等进行优化设计,在计算机上进行试模、修模,可大大提高模具质量,减少试模次数。(3) 优化注塑工艺参数 由于经验的局限性,工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数,选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。运用Moldflow 软件可以帮助工程技术人员确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间,以注塑出最佳的塑料制品19。 1）填充时间：图示为塑料填充模具时间的先后，蓝色表示刚开始填充，当整个模具为红色时表示填充完毕，红色表示还未填充或最后填充。如图4.6所示图4.6 填充时间2）注射

41、压力：注射压力是在注射期间喷嘴施加的压力，下图所示的颜色表示各部位的压力状态，由图示可看出不同颜色所表示压力的大小，红色最高，蓝色最低。在一模多腔的模具设计中，随浇口数量变多，料流行程变短，致使所造成的压力变小，此外，为避免因局部保压造成翘曲，因使物料平衡流动。如图3.7所示是注射压力分布图。图4.7 注射压力3）波前温度：波前温度使用蓝色表示最低温区域，使用红色表示最高区域。如图3.8所示是波前温度分布图。4.8 波前温度4）压力：压降的结果是使用红色代表最高压降区域，蓝色表示最低的压降区域，如图3.9所示是压降分布图。图4.9 压力5）溶解痕从软件中可以清楚的看到零件的溶解痕，红色代表最高

42、区域，蓝色表示最低的区域4.10溶解痕4.5 凹模的结构设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂5。由于该模具结构简单，凹模板加工量小，采用整体式4.6凸模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于零件的一侧有方孔，模具采用斜向顶出的镶拼式结构。如图4.5凸模的结构第五章

43、 模具成型零件的工作尺寸计算 5.1成型零件工作尺寸的计算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。对于塑件尺寸和成零部件的尺寸偏差统一按入体原则标注，对于中心距尺寸则采用双向对称偏差标注. 分清了各部分尺寸的分类后，即可在趋于增的尺寸上减小一个1/2，而在趋于缩小的尺寸上加上一个1/2，其中为塑件公差。但是由于成型零件脱模过程中与塑件的移动摩擦而产生磨损，弥补又因为成型零件部位的不同，受磨损的程度也不同，所以成型零件的径向尺寸，受磨损较大取最大值，即1/4；而成型零件的高度尺寸相对磨损较小取最小值，即1/6。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。包括凹模、型芯、成型件

44、、成型杆和成型环等。成型过程中成功之路型号零件受到塑料熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。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，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度、刚度和表面硬度。凹模用以成型制件的外表面，型芯用以成型制件的内表面，成型杆用以成型制件的局部细节，成型零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度、材料及热处理以及加工工艺性，是影响模具质量寿命的重要因素。5.2模具成型零件工作尺寸的计算通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率

45、的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下7：（1）凹模的內形尺寸： L=L(1+k)-(3/4) （5.6）式中： L为型腔內形尺寸(mm)； L为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； k为塑料平均收缩率(%)，此处取0.5% s为塑件公差，查表知ABS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在36mm范围内取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm；在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在31535

46、5mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下： L1=220×(1+0.003)-(3/4)×1.92=219.22 L2=320×(1+0.003)-(3/4)×2.5=319.085 型腔深度的尺寸计算： h=h(1+k)-(2/3) （5.7）式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、K 含义如（1）式中。 H1=20×(1+0.003)-(2/3)×0.24=19.9 H2=105×(1+0.003)-(2/3)×1.14=104.555 2）凸模的

47、外形尺寸计算： L=L(1+k)+(3/4) （5.8）式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)； L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸；s 、k含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下： L1=159.26×（1+0.003）+（3/4）×1.44=160.82 L2=289.95×（1+0.003）+（3/4）×2.5=292.69 型芯的深度尺寸计算： h=h(1+k)+ (2/3) （5.9）式中： h为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、k含义如（1）式中两个型芯的高度分别为：

48、H1=5×（1+0.003）+（2/3）×0.24=5.175 H2=95×（1+0.003）+（2/3）×1.00=95.95 第六章 设计排气和引气系统设计 注射时，先进入注射模的塑料，因接触冷模而事料温下降，若让这部分温度已经下降的塑料流入型腔，则会影响塑件质量，所以需要要设置冷料穴。 冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存熔体前锋的冷料，另一种除储存冷料外还兼有开模时拉出流道凝料，便于脱模的功能。 冷料穴的长度不能过短，否则部分冷料将流入型腔，其长度通常取分流道直径的1.52倍。对于直浇口，可在主流道的延长线设置冷料穴，这种浇口还具有使成形件可靠地

49、粘附在动模部分的功能。 并非所有的注射模都要开设冷料穴，有时由于塑料的性能和注射工艺的控制，很少有冷料产生或是塑件要求不高时可以不开设冷料穴。 （1）用于储存冷料的冷料穴 1）当分流道较长时，可在塑料前进方向的延长线处设置冷料穴，如果冷料穴方向相反的话，则起不到存留冷料的作用。 2）在型腔的末端开设冷料穴。 从浇口注入的熔融塑料，由于型腔的表面散热，使流动性变差，因此流到末端时熔接强度下降。在型腔的末端开设冷料穴，时变冷的塑料流到设置的溢流槽内，可提高高温塑料的同届强度。大多数情况下，可利用模具的分型面之间的间隙自然排气，模具成型零件都是以镶块形式进行加工，装配过程中自然产生间隙进行排气。不需

50、要刻意开设排气槽排气。第七章 导向与脱模机构的设计7.1 导向机构的设计任何一副模具在定动模之间都设置有导向机构。其作用有如下：定位作用：合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状。导向作用 合模时引导动默按序闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。承载作用 采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。保持运动平稳作用，对于大中型模具的脱模结构，有保持机构运动灵活平稳的作用。7.1.1 导向机构的设计导柱 国家标准规定了两种结构形式，带头导柱和有肩导柱。有的导柱开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩檫，小型模具和生产批量小的模具主要采用带头导柱，大

51、型模具和生产批量大的模具多采用有肩导柱。中小型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/201/35。大型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/301/40。具体直径可查塑料模架标准。国家规定导柱头部为接锥形，截锥形长度为导柱直径的1/3，半锥角为10 º15 º，也有头部采用半球形的导柱，导柱具体尺寸可查有关国家标准。 导套 直导套多用于较薄的模板，比较厚的模板须采用带头导套，导套壁厚通常在3-10mm ，视内孔大小而定，大者取大值，带头导套轴向固定容易，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，导套具体尺寸可查有关国家标准。如图所示：图c直导套；图d带头导套。S=5 L=40 d=24 壁厚为2（塑料模具设计手册 P87-91 7.1.2 设计导套和导柱须注意的事项合理布置导柱位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模模具四角的危险断面上，通常设在长边离中心线的1/3处最安全。导柱布置方式常采用等直径不对称布置，或不等直径对称布置。 导柱工作部分长度应比型芯端面高出6-8mm ，以确保其导向与引导用。 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时采用H8/f8，甚至H9/f9）导柱固定部分配合