遥控器面板注塑模具设计

1、 摘 要模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。随着家电市场竞争的白热化，家电外壳设计成为了衡量家电外壳色彩、手感、精度的重要一环，进而对设计提出了新的需求。本毕业设计正是从实际使用出发，进行遥控器面盖注塑成型模具的设计。本设计是对遥控器面盖进行的注塑模型设计，利用Pro/E软件对塑件进行了实体造型，并对塑件结构进行了工艺剖析。首先对遥控器的

2、结构工艺性进行分析，清楚了解塑件；由生产批量初步选定注射机型号；然后对本次模具设计的各个方案进行论证分析，从选定方案中对浇注系统、成型工作零件的计算及校核，从中确定模架，推出与抽芯机构的计算及校核，冷却系统的计算及其水道布置设计，在最后对排气和导向与定位结构的设计。其次利用注塑模具设计原理对各个具体系统零件进行详细的计算和校核，使设计出的结构可确保模具可靠运行，在此基础上完成了本毕业论文的写作。最后绘制整套模具的装配图和零件图。通过对本课题遥控器模型设计，我重温了注塑成型与模具设计知识，使书本知识和理论与实际生产相结合，加强了对注塑模具设计知识的理解，使自己能运用书本知识设计出基本符合生产要求

3、的模具。在论文中我充分地运用了大学期间所学到的知识。进行了研究，巩固和深化，达到了预期的设计意图。关键字：注射模具 浇注系统 脱模机构 冷却系统AbstractThe technique level of molding tool which has became an important marking to measure the level of a national product. Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put for

4、ward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The mold technology is a comprehensive discipline that combines mechanical engineering, computer application, automatic control

5、, numerical control technology and so on.As the competition in the appliance market growing, the appliance shell color, feeling and accuracy became an important part of the design and made new demands. This paper focus on the actual conduct and try to design remote control cover injection mold. This

6、 design is the injection model of the remote control cover, use Pro / E software for the solid modeling plastic parts and analysis the structure of the process . Firstly, the structure of the remote control was analyzed to get a clear understanding of plastic parts.Then select the injection machine

7、model by the initial production batch. Thirdly, analyze the various options, select the program. The calculation and checking of the gating system and forming working parts determine the mold , put forward the core mechanism calculation and checking and confirm the calculation and channel layout of

8、the cooling system .Finally, design the orientation and structure of the exhaust system . Furthermore,we use the principle of the injection mold design to calculate and verify the various parts in details, so that the designed structure can operate reliablly .At last,draw the assembly and part pictu

9、re for the whole set of the mold.Base on it, I write this paper. Thanks to the designing of this remote control mold , I review the knowledge of the injection molding and mold design and put the theory into practice.It also make me understand the knowledge of the injection mold design more,which can

10、 help me to use the book knowledge to design a mold matched the basic production requirement. In the paper, I make full use of the knowledge acquired during university to researching ,and achieve the desired intent.Key words: Injection mold Drawing of patterns organization Feed system Cooling system

11、目 录 前 言11 绪 论21.1 课题研究的目的及意义21.2 国内外研究状况31.3 课题研究基本设计思路和研究手段51.4 论文结论和成果形式62 方案分析72.1 设计任务72.2 产品分析72.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数82.4 塑件结构要素112.4.1 塑件脱模斜度：112.4.2 塑件精度等级的选用112.4.3 圆角设计112.5 注射机的选择112.5.1 注射机相关参数计算与校核112.5.2 注射压力：132.5.3 锁模力的校核：132.5.4 开模行程校核：142.5.5 螺杆转速：143 成型部分及其零部件设计163.1 分型面的设计163.1.1 考虑

12、塑件质量163.1.2 确保塑件表面质量163.1.3 考虑模具结构163.2 型腔数的确定173.2.1 根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目173.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数183.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目183.2.4 根据经济性确定型腔数目183.3 凹模结构设计193.3.1 凹模型腔的大小尺寸计算203.3.2 型腔的深度尺寸计算213.4 凸模结构尺寸213.4.1 凸模/型芯的外形尺寸计算223.4.2 凸模/型芯的高度尺寸计算233.5 型腔壁厚的计算243.5.1 型腔的强度及刚度要求243.5.2 型腔壁厚计算254 浇注系统的设计284.1 浇注

13、系统的组成及设计原则284.1.1 浇注系统的组成284.1.2 浇注系统的设计原则：284.2 主流道的设计294.2.1 主流道分析294.2.2 主流道的结构设计294.2.3 主流道浇口套设计314.3分流道的设计324.3.1 分流道的形状和尺寸324.3.2 分流道的分布设计344.4 浇口的设计344.4.1 浇口位置的选取原则344.4.2 浇口形式的设计354.5 冷料穴的设计354.5.1 冷料穴的结构354.5.2 拉料方式365 排溢系统设计376 脱模机构设计386.1 脱模机构的构成与功能386.2 取出机构的方式386.3 脱出机构设计原则386.3.1 脱出机构

14、设计基本考虑386.3.2 脱出机构的结构396.3.3 所需顶出行程、开模行程计算396.3.4 顶出力、抽拔力，开模力计算406.4 塑件的脱出机构设计426.4.1 顶杆的长度计算426.4.2 顶杆直径d的设计436.4.3 顶杆应力校核436.4.4 顶杆在塑件上的布局446.4.5 顶杆固定及配合456.4.6 顶出机构中附属零部件457 冷却系统的设计467.1 冷却装置设计分析467.2 传热面积计算477.2.1 注射周期的确定477.2.2 冷却水计算487.2.3 计算单位时间内所释放的热量497.2.4 冷却水的导热总面积497.2.5 确定冷却水路的直径d507.2.

15、6 冷却水孔的总长度507.2.7 冷却水管数量的确定517.2.8 系统的其它零件518 模体与支撑连接零件52参考文献56附录：57外文资料与中文翻译57前 言模具技术，既是先进制造技术的重要组成部分，又是先进制造技术的重要应用领域。模具对于一般产品来说属于工具范畴，精度高，结构复杂，并有较高的材质要求，是典型的高附加值，高风险产品。随着社会经济的发展，对于工业产品品种，数量，质量及其款式等提出了越来越多的要求，因此，也促进了模具工业的快速发展。模具成为工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，是发展工业生产的基础。采用模具生产零件，具有高效，节材，成本低，保证质量等一系列优点，是当代工业生产

16、的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。 工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要， 目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成 模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、 轻工等行业

17、发展的后腿。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。模具技术是融合机械工程、计算机应用、自动控制、数控技术等学科为一体的综合性学科。1 绪 论1.1 课题研究的目的及意义模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电子、通信、家电和轻工业等行业中，60%80%的零件都要依据模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度要求越来越高结构要求也越来越复杂。模具已广泛应用于电机电器

18、产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。本课题要求设计遥控器面盖的注塑模具，注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法 注塑模具由于其专用性和独一性，在设计时主要考虑到工厂现有的设备情况、产品的生产批量及模具的寿命。这遥控器面盖为批量生产，但由于该塑料制件尺寸比较小，模具的结构相对比较简单，模具制造成本比较底，在生产时主要考虑到模具寿命尽量要高，所以对模具材料提出了较高的要求。遥控面盖是一个外形件，尺寸精度要求不高，但对外层的表面粗糙度要求比较高，因此在设计时在能顺利成型出塑料制品的情况下，对模具型腔的表面抛光工艺要求比较高。从总体结构上来看，该制件是一个

19、尺寸较小，壁厚较薄，整体结构比较简单的塑料件。由于壁厚较薄，脱模时如果受力不均则易会产生变形从而出现制品缺陷，因此对脱模机构及冷却系统的设计要求较高。按照现今注塑模具设计的总体趋势，注塑模具的设计已很少使用手工绘图或完全由二维软件来进行设计，且模具标准件已在注塑模具设计中大量采用。因此本课题将采取使用模具二维软件CAD和三维软件Pro/E综合使用来进行模具的结构设计，且在模具设计的过程中综合考虑模具制造工艺及注塑成型工艺。1.2 国内外研究状况塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。工业发展

20、水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要， 目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成 模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、 轻工等行业发展的后腿。模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主要部分。按产值统计，我国目前冲压占50%

21、-60%，塑料模占25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料 模比例一般占30%-40%。国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占20%左右，国外为50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的 模具分厂(或车间)内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达70%以上。国外，70%以上 是商品化的。注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法 ,模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母”。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀，发展极为迅速。世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的 50 %以上 ,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加，注

22、塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品 ,适合高效率、大批量的生产方式 ,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法 ，注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺 ,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产 ,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长 ,生产成本增加 ,而且难以保证产品的质量，要解决这些问题 ,必须以科学分析的方法 ,研究各个成型过程的关键技术，塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程 ,为实现注塑产品的更新换代 ,提高企业的竞争能力 ,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技术的研究国外注塑模 CAD/ C

23、AM/ CAE 技术研究的成果有关统计数据表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技术能使设计时间缩短 50 %,制造时间缩短 30 %,成本下降 10 %,塑料节省 7 % 注塑模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CAE无缝整体集成化方向发展 ,注塑 CAD 所构造的几何模型为实现注塑模 CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息 ,注塑模 CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析 ,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据 。 现时国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG、Sol

24、idWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等.现代模具生产中采用集特种加工设备为一体的数控加工中心加工型腔零件，减少工序间的衔接环节，减少多次装夹定位造成的误差，减少经手人员的数量，质量和周期由计算机数据处理人员控制，尽可能避免人为失误，使得生产周期和成本估算的精确性大大提高，生产质量也得到保证。目前注塑模设计方法比较多，但是最常用的设计步骤如下：（1）了解设计任务（2）塑件的结构工艺性分析（3）分型面及浇注系统的设计（4）模具设计方案论证（5）主要零部件的设计计算（6）成型设备的校核

25、计算（7）绘制模具装配图（8）绘制零件图（9）编写设计计算说明书现代模具生产以数据处理为龙头，随著模具设计和工艺分析计算机专家系统的不断成熟和普及，新技术和新工艺的推广应用非常迅速，使得模具生产的质量、效率和可靠性可以主要由数据处理的环节把握。我国模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。1.3 课题研究基本

26、设计思路和研究手段1.基本设计思路塑件注塑成型工艺分析：做出零件的三维造型，对塑件进行结构工艺性分析，分析塑件塑料的成型工艺性及确定注塑成型工艺参数。注射机型号的选择：初选注射机并确定注射成型的工艺参数，注射机相关计算的校核和成型设备。模具结构设计方案论证：分型面的选择、浇注系统的设计方案选择、成型部分及其零件设计、排溢系统设计、脱模机构的设计、冷却系统的设计，模体与支撑连接零件的结构。遥控器面盖模具相关结构设计的计算，主要包括浇注系统的计算、成型零件的结构设计和计算、脱模方面的计算以及冷却系统的相关设计计算，模架的确定和标准件的选用和成型设备的校核计算。2.拟采用的途径（研究手段）主要采用模

27、具CAD/CAM/CAE等软件来进行模具的设计，在模具设计过程中要综合考虑到模具制造工艺以及注塑成型工艺，主要包括：（1）根据遥控面盖技术要求进行相关的计算、分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。（2）利用PRO/E或者UG确定分型面，生成上下模腔和模芯，进行侧抽芯机构的设计，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置。（3）利用PRO/E的EMX4.1来自动生成模板、标准模架及模具标准零件，并将PRO/E生成总装图转换.dwg扩展名的图，再用Autocad编辑出正确清晰的2D总装图。1.4 论文结论和成果形式1、打印文档：设计说明书一份；2、给定文献的外文翻译

28、；3、设计图纸：模具装配图一张，零件图图纸五张；4、电子文档：1）总装图和零件图的二维CAD图；2）设计说明书和指定外文翻译的电子文档。2 方案分析2.1 设计任务设计题目：遥控器面板注塑模具设计2.2 产品分析本设计为面板类壳体模具，壳体的尺寸为170mm×67mm×17mm，壁厚为2.5mm，且有11半径为4mm圆孔，6个10mm×4mm的长方形孔，在底部有一个电池盒，壁厚为1.5mm其效果如图2-1、2-2所示：图2-1 遥控器内部示意图图2-2 遥控器面板示意图2.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数1.塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸未标注公差按MT5查取，

29、查塑料成型工艺及模具设计书表2-4。2.塑件的表面质量分析该塑件要求外观光滑平整，不允许有成型斑点，云纹，冷疤和熔接痕，而内表面无特殊要求。3.塑件的结构工艺性分析（1）从图看，该塑件的尺寸相对比较小，塑件的结构也相对比较简单，壁厚均匀，符合最小壁厚要求。（2）该塑件有形状不同的通孔，如8的圆孔和102的长方形孔。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。本设计采用聚苯乙烯（PS）材料,PS是非结晶性热塑性塑料。化学稳定性较好，透明性好，电性能好，抗拉，抗弯强度高；但耐磨性差，抗冲击强度差。适用于装饰制品，仪表壳，灯罩，绝缘零件，日用品等。1.PS成型性能如下：（1）无定形料，吸湿性小，不易分解，但

30、质脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力。（2）流动性较好（溢边值为0.03mm左右），可用螺杆式或柱塞式注射机成型。喷嘴用直通式或自锁式，但应防止飞边。（3）宜采用高料温、高模温、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）。料温过高易出现“银丝”，料温过低或脱模剂过多，则透明性差。（4）可采用各种形式的浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件。（5）塑件壁厚均匀，最好不带嵌件（如有嵌件应预热）。各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。2.PS的主要性能指标 其性能指标如表1密度/屈服强度/63比体积/拉伸强度/60吸水率拉伸弹性模量/熔点/抗弯强度/计算收缩率

31、抗压强度/95比热容/950弯曲弹性模量/3.PS的注射成型过程及工艺参数（1）注射成型过程1）成型前的准备。对PS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于PS吸水性不大，成型前不必加热干燥。但预备干燥较为安全，在热风循环干燥箱里采用6070的热风干燥为宜。2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程是充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3）塑件的后处理。为了消除内部应力，加以退火为宜（处理温度为80，处理时间为24h为宜）。（2）PS的注射工艺参数1）注射机螺杆式。2）料筒温度（）后段 140-160 中段 160-170 前段 170

32、-1903）喷嘴温度（）160-1704）模具温度（）40-755）注射压力（Mpa）60-1006）保压压力（Mpa）30-407）成型时间（S）注塑13；保压1540；冷却15308）成型周期（S）40904. PS成型塑件的主要缺陷及消除措施（1）缺陷：注射成型时容易溢料，制品易产生内应力，易开裂，料温过高易出现“银丝”。（2）消除措施：控制好料温，进行退火处理。2.4 塑件结构要素2.4.1 塑件脱模斜度：对PS塑料而言：型芯：301°（取45）型腔：351°30（取35）2.4.2 塑件精度等级的选用经查表本塑件选用一般等级，精度等级为MT52.4.3 圆角设计为

33、了避免应为集中，提高塑件的强度，便于塑件熔体的流动和塑件脱模，在塑件的内外表面的各连接处均应设计过渡圆弧。2.5 注射机的选择2.5.1 注射机相关参数计算与校核（1）计算塑件体积和重量通过三维软件建模设计分析可得塑件体积为V塑=19.363cm3M =V塑×=19.363×1.06=20.525g式中 M塑件的质量（g） 塑件的密度（）（2）根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件尺寸相对较小且结构也相对较简单，加上塑件尺寸和表面质量均无特殊要求，所以考虑采用一模两腔，型腔布置平衡，以方便侧抽实现、浇口排列和模具结构的平衡。（3）浇注系统凝料体积的初步估算浇

34、注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但本塑件是流动性好的普通精度塑件，可以根据按照塑件体积的15%20%来估算。由于本次采用的是平衡式流道较简单，且采用一模两腔，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为V总=V塑(1+0.2)×2=19.363×1,2×2=46.471cm34）选择注射机根据计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总=46.471cm3，并结合塑料成型工艺及模具设计书式4-18，则有V公 =78.329cm3（1）注射量校核1）注射量校核。注射量以容积表示，最大注射容积为Vmax=V×=1

35、20×0.85=106cm3式中模具型腔和流道的最大容积； 选定注射机的注射量容积，该机为； 注射系数，取0.750.85，无定型塑料可取为0.85。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，所以最小注射容积Vmin=0.25×125=62.5cm3。故每次注射的实际注射容积应满足，而V1=V公=78.329cm3，符合要求。2） 查塑料成型工艺及模具设计书表4-1可知，PS所需注射压力为60-100Mpa，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数，这里取，则所以，注射机注射压力合格。2.5.2 注射压力：查表知PS的注射压力为6

36、0150MPa。2.5.3 锁模力的校核：1）塑件在分型面上的投影面积，则A塑=170×67×4×4×11-6×10×4=10597.079mm22）浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料在分型面上的投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2-0.5倍。根据本流道设计方案，可以取3）塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则A总=n(A塑+A浇)=2119.416 4）模具型腔内的胀型力则F胀=A总×P模=635.825 KN式中型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射

37、压力的为20%40%Mpa，大致范围24.448.8 Mpa 。PS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件，取=35 Mpa。查塑料模具设计指导书表13-2，可得该注射机的公称锁模力F锁=800 KN锁模力安全系数为，这里取，则K2 ZF胀=762.99F锁=800所以，注射机锁模力校核合格。2.5.4 开模行程校核：SL1L2 （2-3） S=17+18+8=43mm式中 L1凸模凸出部分高度(mm)L2取出塑件间隙(mm)顶杆顶出富裕量(510mm) (取8mm)2.5.5 螺杆转速：经查表，聚苯乙烯转速为32综上所述，选取XS-SZ125/900卧式注塑机，其主要参数为：螺杆直径/mm： 42

38、注塑压力/MPa： 110104最大注射面积cm2： 320锁模力/kN： 900模具厚度/mm： max 300 min 200移模行程/mm： 300模板最大开距/mm： 600模板行程/mm ： 300喷嘴孔径/mm ： 4注射机喷嘴半径/mm ：173 成型部分及其零部件设计3.1 分型面的设计分型面是为了将塑件浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当地分成两个或若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。分型面位于模具动模和定模的结合处，在塑件最大外形处。3.1.1 考虑塑件质量对于有轴度要求的塑件要使其全部动模或定模中成型，防止由于模具合模不准确

39、造成塑件尺寸的误差。对于外观无严格要求的塑件，可将分型面选在塑件中部，这样可以用较小的脱模斜度有利于脱模。3.1.2 确保塑件表面质量分型面尽可能选择在不影响外观的部位以及分型面处产生的飞边容易加工修整部位。3.1.3 考虑模具结构（1） 尽量简化脱模部件。为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模部分。（2） 尽量方便浇注系统布置。（3） 便于排溢。为了有利于气体的排出，分型面尽可能与料流的末端重合。（4） 模具总体结构简化，尽量减少分型面的数目，尽量采用平直分型面。综合以上考虑，可选择分型面结构如下图3-1：图3-1 单分型面注射模的分型面3.2 型腔数的确定在确定型腔数时，常用的有四

40、种方法：3.2.1 根据所用注射机的最大注塑量确定型腔数目根据公式 n （3-1）式中 n型腔数 注射机公称注射量的利用系数0.70.85，此处取0.8. 注射机的质量公称注射量（g） 浇注系统及飞边等的塑料质量（g） 单个型腔中塑件质量（g）3.2.2 根据注射机最大锁模力确定型腔数根据公式 （3-2）式中 注射机的额定锁模力（N） 模具上浇注系统及飞边在分型面上的投影面积（m） 塑件在分型面上的投影面积（m） f单位投影面积所需的锁模力（N/m）3.2.3 根据塑件的精度确定型腔数目根据经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度要降低4%，设塑件的基本尺寸为L(mm)，塑件尺寸公差为±%

41、（ABS为0.5%），则n(2500 （3-3） 式中 L 基本尺寸 尺寸偏差百分数 X塑件尺寸偏差3.2.4 根据经济性确定型腔数目设型腔数目为n,塑件总件数为N，模具费用（C0NC1）元，C1为每一型腔所用费用，C0为模具费用中与型腔数目无关的部分，单位小时加工费用为Y（元/小时），成型周期为t（min）。若忽略准备时间和试模时间原材料费用，则总的成型加工费用为：x C0n C1 （3-4） 式中 x总费用 N总件数 Y单位小时加工费用 t成型周期 n型腔数 C1每一型腔需费用C0模具费用中与型腔数无关的部分 根据本设计任务书的要求，采用双型腔模具成型。3.3 凹模结构设计凹模是成型塑件外

42、形的主部件，其结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。整体方式强度好，刚度好，结构简单。本设计采用完全整体式模块，它是由金属直接加工而成的，这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好，适用于形状简单的塑件。其结构如图3-2：图3-2 完全整体式凹模3.3.1 凹模型腔的大小尺寸计算 （3-5）式中 型腔内形尺寸（mm） 塑件的外形基本尺寸（mm） 塑件公差 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。=1/4本设计中零件为（170×67） 横向0.92 纵向0.52所以有：横向= = 纵向= =3.3.2

43、 型腔的深度尺寸计算 （3-6）式中 H腔型腔内形尺寸（mm） 塑件的高度基本尺寸（mm） 塑件公差。查表=0.24 塑件平均收缩率（%） 取1.0综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。模具成型尺寸设计公差。取m=1/4=0.06所以，= = 3.4 凸模结构尺寸凸模是成型塑件的成型零件，对于简单的容器，如壳、盖之类的塑件，成型起主要部分内表面的零件称为主型芯，按结构主型芯可分为整体式和组合式两种。整体式结构型芯其结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺试验或小型模具上的简单型芯。为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶拼组合式结构，这种结构

44、是将型芯单独加工后，再镶入模板中。本设计为简单塑件，并且为双型腔，故选用整体式凸模，其结构如图3-3图3-3 整体式凸模3.4.1 凸模/型芯的外形尺寸计算 （3-7）式中 凸模/型芯外形尺寸（mm） 塑件内形基本尺寸（mm） 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损等因素）。本设计中取X=。=1/4本设计中零件横向0.92 纵向0.52。所以 横向=mm纵向 =mm3.4.2 凸模/型芯的高度尺寸计算 （3-8）式中 凸模/型芯的高度尺寸（mm） 塑件内形深度基本尺寸（mm） 塑件平均收缩率（%）综合修正系数（考虑塑件的收缩率的偏差和波动、成型零件的磨损

45、等因素）。本设计中取x=。 模具成型尺寸设计公差。=塑件公差，查表得 =0.24 所以 =3.5 型腔壁厚的计算3.5.1 型腔的强度及刚度要求塑件模具的型腔侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前许多单位都是凭经验决定的，但常因估计不准确而造成模具报废和浪费材料，为此建立科学的计算方法是实属必要的。目前常用的计算方法有按刚度和强度两大类，但是实际的塑料模具却要求既并不允许因刚度不足而影响变形，甚至破坏，也不允许因刚度不足而发生过大变形。因此，要求刚度和强度加以合理考虑。在注塑成型过程中，型腔所受的力有塑件熔体的压力，合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要

46、的是熔体的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生有应力及变形。如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足侧壁发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及强度的要求并非同时兼顾。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按强度计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则因模具性，从几个方面考虑：1. 要防止益料模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以益料的间隙。对于PS而言，间隙为0.05mm.2. 应保证塑件精度塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有良好的刚性，即塑件注入时不产生过大的弹性变形。最

47、大的弹性变形值可取塑件的允许公差的1/5。常见中小塑件公差为0.13mm0.25mm。因此允许弹性变形量为0.025mm0.05mm，可按塑件大小和精度等级选取。3. 应利于脱模当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边将被型腔紧紧的包住而难以脱模，强制顶住易使塑件划伤或损坏，因此型腔允许弹性变形量小于塑件的收缩值。型芯的强度、刚度相当于杆类零件的校核计算。3.5.2 型腔壁厚计算在注射成型过程中，型腔承受塑料熔体的高压作用。因此模具型腔应该有足够的高度。型腔强度不足，将发生塑性变形，甚至破裂，刚度不足将产生过大的弹性形变，导致型腔的向外膨胀，并产生溢流间隙。型腔厚度的计算本塑件中的型腔为矩型壳类

48、形状，其厚度算法可用矩形型腔厚度公式计算。1. 型腔侧壁厚度计算刚度条件 （3-9）式中 S型腔侧壁厚度（mm） C系数。查表得C=1.0 h型腔侧壁受压高度（mm）。h=17mm 型腔压力（MPa），查表得，对于塑料PS为100MPa。 E模具材料弹性模量2.1MPa任一自由边中点的允许变形量，查表得，对于材料PS取0.05（mm） 所以 =28.2mm强度条件 （3-10）式中 型腔侧壁受压高度（mm） =17mm 型腔压力（MPa）查表得，对于塑件PS为100MPa 系数，查表得0.13 短边与长边比。= 许用应力（MPa），对于碳钢=160（MPa） =23.9mm所以S取29mm。2

49、. 型腔底壁厚度计算按强度计算： （3-11）式中 底壁厚度（mm） b凹模型腔的内孔（矩形）短边尺寸（mm） b=67mm 系数且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.5 模腔压力（MPa）且=（25%50%）=2255MP取40 MPa。 材料许用应力（MPa） =160则 =23.7mm按刚度计算 （3-12）式中 系数且由l/b=170/67=2.53 查表得=0.0277 模腔压力（MPa）且=（25%50%）=2255MPa取40 MPa。材料的弹性模量（MPa）=2.1×105 MPa成型零部件的许用变形量。且=0.2×0.24=0.048 =2.1m

50、m 所以取24mm。4 浇注系统的设计4.1 浇注系统的组成及设计原则4.1.1 浇注系统的组成浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。4.1.2 浇注系统的设计原则：1.了解塑料的成型工艺特性掌握塑料的流动性以及温度、剪切速度对精度的影响，以设计出合适的浇注系统。2.尽量避免或减少熔接痕熔体流动时应尽量减少分流的次数，有分流必然有汇合，熔体汇合之处必然会产生熔接痕尤其流程长，温度低时，这对塑料强度的影响较大。3.有利于型腔中气体的排出浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个部分，使浇注系统及型腔中原有的气体能有序地排出，避免充填过

51、程中产生紊流或湍流，也避免固气体体积积存而引起凹陷，气泡、烧焦等塑件的成型缺陷。4.防止型芯的变形和嵌件的位移浇注系统设计时应尽量避免塑件熔体直接冲击细小型芯和嵌件，以防止熔体的冲击力使细小型芯变形或嵌件位移。5.尽量采用较短的流程充满型腔这样可有效减少各种质量缺陷。6.流动距离比的校核对于大型或薄壁塑料制作，塑料熔体可有可能因其流动距离过大过流动阻力太大而无法充满整个型腔。4.2 主流道的设计4.2.1 主流道分析主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和冲模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降低和压力损失最小。主流道截面面积过小，塑料在流动过程冷却面积相对增

52、加，热量损失大，粘度增加，流动性降低成型压力损失大。造成成型困难，如主流道截面面积过大，会使流道容积加大，塑料耗量增多，而且会使塑料流动过程中压力减弱，冷却时间延长，容易产生紊流或涡流，使塑件产生气孔，影响塑件质量。一般对于流动性好，塑件较小，主流道要设计得小些，对于流动性差，塑件较大，主流道要设计得大些。本设计所设计的是电视遥控器模具，产品原材料为PS，其流动性中等，综合考虑各因素，应将主流道设计的小些。4.2.2 主流道的结构设计1.对于所选的卧式注塑机。熔融塑料首先经过主流道，故它的大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。2.主流道锥角。为了便于从主流到中拉出浇注系统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其锥角2°4°（取2°），过大会使流速减慢。3.主流道大端面呈圆角。主流道大端面呈圆角，其半径常取r13（mm），(取2mm)，以减少料流转向过渡时的阻力。4.半球直径。为确保塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，主流道对接处设计成半球形坑。415（mm）17+1=18（mm）式中 主浇道小端口直径（mm） 注塑机喷嘴孔直径（mm）喷嘴孔直径接触富裕量（mm）一般为0.51（mm），取=1（m