剃须刀电池盒塑料零件注射模设计模具毕业设计

沧州职业技术学院毕业设计剃须刀电池盒塑料零件注射模设计2013届机械工程系专业模具设计与制造学号10学生姓名郭春阳指导教师曹凤江完成日期2013年1月毕业设计评语及成绩学生姓名郭春阳专业模具设计与制造班级模具1001学号10毕业论文题目剃须刀电池盒的塑料零件注射模设计指导教师姓名曹凤江指导教师职称讲师指导教师评语：答辩小组意见：答辩小组组长签字：年月日成绩：系主任签字：年月日毕业设计任务书题目剃须刀电池盒的塑料零件注射模设计专业模具设计与制造班级模具1001学生姓名郭春阳所在系机械系导师姓名曹凤江导师职称讲师设计内容剃须刀电池盒塑料制件的成型工艺特点和模具设计工程，在设计工作前进行大量的资料搜集汇总，然后开始着手于模具设计。其中包括利用Pro/e软件绘制零件的三维图，并由此进行3D开模、工件的工艺分析、注塑机的选用和校核、模具设计和确定了型腔的排布的难点，浇注系统的设计和模具总体结构。详细介绍了型芯、型腔、推件装置等零部件的设计和制造。最后完成了模具总装图的设计及主要零件图的绘制，确保模具结构功能的合理，实用。二、基本要求1、选题得当，形式可多样。2、内容要求：简洁，主题鲜明，内容编排得当合理，能很好的体现主题。3、要求：（1）制定注射成型工艺及制造方案（2）模具总装图、型芯及凹模零件图（3）毕业说明书。三、研究方法通过成型零件图和原材料的分析，确定工艺成型参数，正确校核注塑机的有关参数。根据塑件结构合理选择分型面和模架，并设计出浇注系统、推出机构、导向机构。四、应收集的资料及参考文献[1]．冯炳尧等编，《模具设计与制造简明手册》，上海：上海科学技术出版社，[2]．模具实用技术丛书编委会编，《模具制造工艺装备及应用》，北京：机械工业出版社，[3]．《塑料模设计手册》编写组编著，《塑料模设计手册》，北京：机械工业出版社，[4]．许发樾主编，《实用模具设计与制造手册》，北京：机械工业出版社，[5]．张明善主编，《塑料成型工艺及设备》，北京：中国轻工业出版社，[6]．王桂平等编，《塑料模具的设计与制造问答》，北京：机械工业出版社，[7]．王鹏驹主编，《塑料模具技术手册》，北京：机械工业出版社，[8]．申树义等编，《塑料模具设计》，北京：机械工业出版社，五、进度计划2012年12月24日—26日教师提供课题及要求，学生选题收集资料，熟悉课题，撰写开题报告2012年12月27日—31日总体结构方案或工艺方案设计2013年1月2日—4日结构总图2013年1月5日—7日装配图2013年1月8日—10日撰写毕业设计说明书2013年1月11日毕业设计答辩教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目剃须刀电池盒的塑料零件注射模设计专业模具设计与制造班级模具1001班学生姓名郭春阳文献综述本课题主要是塑料成型件的设计，也就是塑料模的工艺方案分析及确定工艺计算，模具结构设计计算等内容。为了提高生产效率，因此在设计时要求结构简单，但是一定要保证其精度要求。二、研究内容与预期目标1研究内容：剃须刀电池盒的塑料零件注射模设计2预期目标：自己在老师和同学的帮助下独立完成本次毕业设计，更加熟练的掌握自己大学所学的内容三、研究方案对塑料件进行结构分析，从各方面考虑其结构，到模具车间进行模具制造学习，积累生产实际经验，了解一些相关技术及注意事项，并通过每次对模具的调试与维修，记录有关数据认真分析提出最合理的方案解决出现的一系列的问题。四、进度计划2012年12月24日—26日教师提供课题及要求，学生选题收集资料，熟悉课题，撰写开题报告2012年12月27日—31日总体结构方案或工艺方案设计2013年1月2日—4日结构总图2013年1月5日—7日装配图2013年1月8日—10日撰写毕业设计说明书2013年1月11日毕业设计答辩指导教师签字时间年月日摘要在这次毕业设计中，首先学习了我国塑料模具的现状和发展状况、注射模的大体结构和注射模成型工艺进程和模具设计的大体原理。接着通过运用三维实体造型软件Pro/Engineer对剃须刀进行了3D造型，先是对每一个零件造型，然后把零件装配起来。最后对其中一个零件“电池盒”进行了一模四腔的设计开发，其中包括凸、凹模的设计、模架的选择、注射机的选择与校核、浇注系统的设计、冷却系统的设计、推出机构的设计、复位机构的设计等各项工作。另外，还就塑件的缺点及其消除办法进行了简单的讨论。关键词：电池盒一模四腔注射机目录摘要 -1-第1章绪论 1蓬勃发展的中国模具工业 1我国塑料模具工业和技术的主要发展方向 2第2章剃须刀电池盒的造型设计 4剃须刀电池盒的选料及其性能 4剃须刀电池盒注射成型工艺进程 5剃须刀电池盒的结构分析 5第3章注射机的选择 7注射机规格 7注射机的校核 73.2.1注射机注射容量校核 73.2.2注射机锁模力校核 73.2.3注射机注射压力校核 83.2.4注射机模具厚度校核 83.2.5注射机最大开模行程校核 9第4章成型零件与浇注系统的设计 10凹、凸模成型零件的设计 104.1.1加载参照模型 104.1.2成型零件设计 10浇注系统设计 134.2.1主浇道的设计 134.2.2分浇道的设计 144.2.3浇口及冷料穴设计 144.2.4铸模和开模 164.3冷却系统设计 164.3.1凹、凸模冷却系统设计 16第5章模具零件设计 17推出系统设计 17肯定模架 18模架各装配零件设计 185.3.1导向零件设计 185.3.2浇注系统零件设计 195.3.3推出机构零件 205.3.4定位圈 215.3.5其他零件 21第6章模具的装配和调试 23模具的装配 23模具的调试 24总结 29参考文献 30致谢 31附录 32第1章绪论蓬勃发展的中国模具工业由于最近几年市场需求的壮大拉动，中国模具工业高速发展，市场广漠，产销两旺。2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增加14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地域的增加在25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部份轿车覆盖件模具。表现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产34"、48"大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模CAD/CAM/CAE技术相当普遍地取得应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术取得了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用加倍普遍，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。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利用更趋成熟，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29～34英寸电视机外壳和一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还利用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就可以为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推行，有的厂采用率达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。但整体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相较，差距较大。据有关方面预测，模具市场的整体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将慢慢提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出愈来愈高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于最近几年来入口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少入口、提高国产化率角度动身，这种高级模具在市场上的份额也将慢慢增大。建筑业的快速发展，使各类异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增加点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量庞大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通信产品方面，除彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增加点。我国塑料模具工业和技术的主要发展方向1）在塑料模设计制造中全面推行应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，最近几年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价钱已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见眉目，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法知足实际生产进程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将慢慢提高；塑料制件及模具的3D设计与成型进程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥愈来愈重要的作用。2）推行应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以普遍应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，踊跃生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低本钱。目前在汽车和家电行业中正慢慢推行利用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要肯定和控制，而且其常常利用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具和注射紧缩成型工艺与模具也超级重要。3）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。4）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求和因高生产率要求而发展的一模多腔所致。5）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。6）提高塑料模标准化水平和标准件的利用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在必然程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造本钱，模具标准件的应用要大力推行。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要慢慢形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低本钱；再次是要进一步增加标准件规格品种。7）应用优质模具材料和先进的表面处置技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。第2章剃须刀电池盒的造型设计剃须刀由四个零件组成：头部、主体、尾部和电池盒。设计中，各个零件的造型都设计好，然后在装配体中把各零件装配起来，可是在做模具的时候,作为代表，只做其中电池盒的模具。剃须刀电池盒的选料及其性能选用热塑性塑料ABS作为电池盒的材料。热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。ABS是acrylonitritle-butadiene-styrenecopolymer的缩写，中文名是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。ABS可以按照要求通过改变单体的含量进行调整。当丙烯腈增加时，塑料的耐热、耐蚀性和表面硬度可改善；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯可改善电性能和成形能力。最近几年来ABS塑料在汽车上的应用发展很快,如作档泥板、扶手、热空气调节导管，和小轿车车身等。阻燃级的ABS树脂则用于电子计算机的壳体，控制台、电信、光盘音响设备、彩电的机壳等。成型性能：无定性料，流动性中等，吸湿大，必需充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。宜取高料温、高模温，但料温太高易分解（分解温度为≥250℃）。对精度较高的塑件，模温宜取50~60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取60~80℃。综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬。ABS的主要技术指标见表2-1。表2-1ABS的主要技术指标密度~比容~吸水率%~收缩率%~熔点℃130~160弯曲强度MPa90抗拉屈服强度Mpa50拉伸弹性模量MPa×103体积电阻率×1016硬度HB热变形温度℃130~160冲击强度无缺口26190~108缺口11剃须刀电池盒注射成型工艺进程电池盒注射成形工艺进程如下：注射装置准备装料预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射清理嵌件、预热清理模具、涂脱模剂放入嵌件合模注射保压脱模冷却塑件送下工序注射成形工艺参数见表2-2。表2-2注射成形工艺参数注射机类型预热和干燥料筒温度（℃）喷嘴温度（℃）温度（℃）时间（h）后段中段前段螺杆式80～954～5150～170165～180180～200170～180模具温度（℃）注射压力（Mpa）成形时间（s）50～8060～100高压时间保压时间冷却时间成形时间0～515～3015～3040～70螺杆转速（r/min）后处理方法温度（℃）时间（h）30～60红外线灯、烘箱702～4剃须刀电池盒的结构分析该电池盒装有三节干电池，给剃须刀提供电源。为了能恰倒益处的装上三节电池，因此在电池的长度方向设计成三段圆弧槽，便于干电池的放入、掏出和在工作中适当的卡紧在电池盒中；为了是电池能与剃须刀内部电路接通，所以必需考虑到在电池盒上镶有金属片，为了给金属片放置一个合理的位置，在干电池的半径方向设计了两块挡板，一方面加倍有利于电池的卡紧，使工作稳定，另一方面便于干电池与剃须刀内部电路连通；为了方便顾客放入干电池时不把干电池放反和减少制件的制造本钱，设计三个电池形状的孔。至此，整个电池盒的雏形已经出来了。下面肯定电池盒的各项技术参数：1）尺寸大小和精度电池盒的尺寸大小按照干电池的大小即可。电池盒壁厚的厚度不宜过大或过小。若是壁厚过小，则电池盒的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。若是壁厚太大，不仅造成才量浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺点，同时因冷却时间太长而降低生产率，所以电池盒壁厚取。塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于咱们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加上选用的塑料ABS推荐精度品级为3、4、5级，所以只要求电池盒能与剃须刀的其它零件能正常装配即可，因此电池盒选用4级精度。2）壁厚和圆角塑件壁厚力求遍地均匀，以避免产生不均匀收缩等成形缺点。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于。3）增强肋为了保证电池盒的强度和刚度而不使电池盒的壁厚过大，在电池盒的适当位置设置了增强肋。4）孔严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常常利用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。可是本次设计中，考虑到生产本钱的尽可能缩小，该空孔的高度不高，和咱们需要的孔在工艺上要求不高，咱们采用分型面直接成形法。第3章注射机的选择注射机规格注射机是热塑性塑料和部份热固性塑料注射成形的主要设备，咱们选择注射机型号为XS-Z-60,它的技术规格如表3-1所示。表3-1XS-Z-60注射机的技术规格型号螺杆直径（mm）注射容量（cm3）注射压力（Mpa）锁模力(kN)XS-Z-6038500122500最大注射面积（cm3）模板行程（mm）定位孔直径（mm）1301801500+模具厚度（mm）喷嘴顶出两侧中心孔径（mm）最大最小球半径（mm）孔半径（mm）孔径（mm）孔距（mm）200701242223050注射机的校核3.2.1注射机注射容量校核塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按3-1式校核V件≤注（3-1）式中V件—塑件与浇注系统的体积（cm3）;V注—注射机注射容量（cm3）;—最大注射容量利用系数。在这个设计中，V件=29cm3V注=60cm329<*60=48所以注射机注射容量完全知足要求。3.2.2注射机锁模力校核模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按3-2式校核p腔F≤P锁（3-2）式中p腔—模具型腔压力，一般取40～50Mpa；F—塑件与浇注系统分型面上的投影面积（mm2）;P锁—注射机额定锁模力（N）。在这个设计中p腔=40MpaF=P锁=500kNp腔F=40×106××10-6=(kN)<500(kN)所以注射机的锁模力也知足要求。3.2.3注射机注射压力校核塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按3-3式校核p成≤P注（3-3）式中p成—塑件成形所需的注射压力（Mpa），其值参见表2-3。P注—所选注射机的额定注射压力(Mpa)。在这个设计中p成=80MpaP注=122Mpa显然，80<122Mpa，因此注射压力也满要求。3.2.4注射机模具厚度校核模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按3-4式校核H最小＜H模＜H最大（3-4）式中H最小—注射机所允许的最小模具厚度（mm）；H模—模具闭合厚度（mm）；H最大—注射机所允许的最大模具厚度（mm）。在这个设计中H最小=70mmH模=80mmH最大=200mm显然，70<80<200所以注射机模具厚度也知足要求。3.2.5注射机最大开模行程校核塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上利用的一般浇口模具，关系按3-5式校核H1+H2+5～10mm≤s（3-5）式中H1—脱模距离(推出距离)（mm）；H2—塑件高度（包括浇注系统）（mm）；S—注射机模板行程（mm）。在这个设计中H1=25mmH2=65mmS=180mmH1+H2+10=25+65+10=100mm100<180因此，注射机模板行程也知足要求。第4章成型零件与浇注系统的设计凹、凸模成型零件的设计设计中，利用Pro/enginner系统的制造组块（mfg）成立好分型面后自动创建凹、凸模来设计凹凸成型模具。4.1.1加载参照模型新建文件执行[文件/新建]命令，在新建对话框类型栏当选择[制造]，子类型当选择[模具型腔]，并在[名称]文本框内输入dianchihe，取消[利用缺省模板]的勾选，单击[肯定]按钮，进入[新文件选项]对话框，在[模板]栏内选择mms_mfg_mold,这是一个公制的模具设计模块，单击[肯定]按钮。定位参照零件执行菜单管理器中的[模具/模具型腔/定位参照零件]命令，系统将同时弹出[布局]对话框和[打开]对话框，在[打开]对话框当选取作为模具的参照零件，单击[打开]按钮。在[创建参照模型]对话框中，输入参照模型的名称：dianchihe_ref，单击[肯定]按钮。在[布局]对话框中，单击[参照模型起点与定向]栏内的按钮，单击[肯定]按钮。注意：在这个进程中，必须使得PULLDIRECTION双箭头方向（开模方向）与参照模型的Z轴方向一致，若是不一致，则执行菜单管理器中的[坐标系统类型/动态]命令进行调整。模型布局本设计采用一模四件的布局方式将参照模型散布好。在[布局]对话框中将参数设置好，单击[预览]按钮。预览无误后，在[布局]对话框中单击[肯定]按钮。保留文件。4.1.2成型零件设计成型零件在此主如果指型心（Core）和型腔(Cavity),型心和型腔围合而成的空腔即是塑料制件的体积。成型零件的设计是模具设计的关键步骤，其设计的难易程度取决于塑料产品的结构形式和复杂程度，有较简单的也有超级复杂的。本电池盒成型零件的设计进程是：先制作一个完全能包容塑料制件的毛胚工件（Workpiece），在按照制件的结构设计模型分模面，以分型面将毛胚工件分割成两块材料，最后将这两块材料提掏出来形成型心和型腔。应用收缩塑料制件从热模具中掏出并冷却至室温后，其尺寸回发生缩减，为了补偿这种转变，故在要在参照模型上增加一个收缩量，收缩两等于收缩率乘以尺寸。单击菜单管理器中的[模具/收缩]命令，系统将提示选择对象，在图中任选一个电池盒参照模型。接着，依次单击菜单管理器中[收缩/按尺寸/设置复位/所有尺寸]，在弹出的文本框内输入收缩率的值：，单击肯定增加毛胚工件毛胚工件——Workpiece，它是一个能够完全包容参照模型的组件，通过度型面等特征可以将其分割成型心或型腔等成型零件。依次单击菜单管理器中的[模具/模具型腔/创建/工件/手动]命令，绘制截面拉伸后得如图4-1所示工件：图4-1毛胚工件设计分型面设计塑料成型模具时，分型面的设计是一个重要的设计内容，分型面选择合理，模具结构简单，塑件容易成型，而且塑件质量高。若是分型面选择不合理，模具结构变得复杂，塑件成型困难，而且塑件质量差。分型面的形状主要有平面、斜面、阶梯面、曲面等。选择分型面的一般原则如何肯定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状和推出方式、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比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1)为了便于塑件起模，分型面一般使塑件在开模时留在下模或动模上，且分型面应选在塑件外形的最大轮廓处。2)选择分型面时，应尽可能只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽可能避免侧向抽芯与侧向分型。3)对于有同轴度要求的塑件，模具设计时应将有同轴度要求的部份设计在同一模板内。4)分型面的选择应有利于避免溢料。当塑件在分型面上的投影面积接近于注射机的最大面积时，就有可能产生溢料。5)分型面的选择应有利于排气。为此，一般分型面应与熔体流动的结尾重合。对于高度较高的塑件，其外观无严格要求时，可将分型面选择在中间。另外，选择分型面是还应考虑到塑件的精度、塑件的外观质量要求、模具加工难易程度等因素。分型面的形式参见《模具设计与制造简明手册》图2-40，其选择示例见《模具设计与制造简明手册》表2-47。执行分型面创建中的复制、拉伸、平整等命令后取得分型面。分型面创建完成后，如图4-2所示：图4-2分型面分型面设计好后，在通过度割体积块、抽取模具元件两道工序后，凸模和凹模都已经设计好了。别离如图4-3和4-4所示：图4-3分型面凸模图4-4分型面凹模浇注系统设计注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部份组成。主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的部份到分浇道为止的一段流道。分浇道：从主浇道的结尾到浇口为止的一段流道。浇口：从分流道的结尾到模具型腔为止的一段狭小的浇道。冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的结尾。4.2.1主浇道的设计主浇道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为直径为5mm。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，因此模具主流道部份常设计成可拆卸改换的主流道衬套形式，俗称浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处置。本设计中浇口套由于与定位圈有配合需求，而且注射机喷嘴球半径12，遵循注射机球半径小于等于浇口套球半径的国标要求，浇口套的规格有S15，S20等几种。由于注射机的喷嘴半径为S12，所以为浇口套取S15。主流道浇口套固定配合见图4-5所示。图4-5主流道浇口套固定配合4.2.2分浇道的设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道结尾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，通过截面积的转变及流向变换以取得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应知足良好的压力传递和维持理想的充填状态，并在流动进程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分派到各个型腔。分流道的设计应尽可能使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常常利用分流道的截面形状及尺寸参见《模具设计与制造简明手册》表2-49。在考虑分流道设计时，由于其水平高度已经被主流道位置肯定，因此，咱们只要设计分流道的布置形式和截面形状即可。考虑到圆形截面的分流道在注射进程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此咱们选用圆形截面的分流道，直径为3mm。由于咱们所设计的模具是一腔四穴的形式，因此在主浇道分流后，设计了四根分浇道。这样设计的长处是塑料在填充进程中较均匀和平稳，避免出现冷隔现象，有利于保证成形零件的成形质量。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，因面分流道的内表面粗糙度Ra并非要求很低，一般取μm左右既可，这样表面稍不滑腻，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生必然的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热。主浇道和分流道布置位置如图4-6所示，其中主流道至各浇口流动距离相等，保证了塑料在填充进程中同时抵达。图4-6主浇道和分流道布置位置4.2.3浇口及冷料穴设计一、浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部份。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加速，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度Ra值不大于。浇口的大小对塑件是不是成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则：1）浇口设置在正对着型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。2）浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。3）浇口的位置应使熔体流程最短，流向转变最小，能量损失最小。4）浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。5）避免塑件产生熔接痕。6）避免料流将型心或嵌件挤压变形。7）浇口位置应尽可能避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。按照以上一些原则，本设计采用侧浇口，侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速度及浇口封锁时间。这种浇口加工容易，修整方便，而且可以按照塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是普遍利用的一种浇口形式，普遍利用于中小型塑件的多型腔模具，且对各类塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺点，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。浇口的各类形式和尺寸参见《模具设计与制造简明手册》中表2-50～2-60。二、冷料穴在完成一次注射循环的距离，考虑到注射机喷嘴和主浇道入口这一小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之内约10－25mm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，若是这里温度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，避免冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射距离所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴的形状见《模具设计与制造简明手册》中表2-62。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1－倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常常利用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，具体要按照塑料性能合理选用。考虑到后面采用Z形拉料秆，冷料穴选取相应形式，这种冷料穴常常利用于热塑性塑料注射模。4.2.4铸模和开模当型心、型腔和浇注系统都生成后，模具内部就形成了一个完整的流料通道，PRO/E能够沿着这个通道将浇注系统和型腔充满，形成一个独立的模具元件，这个进程咱们称只为铸模。4.3冷却系统设计4.3.1凹、凸模冷却系统设计设置冷却装置的目的，主如果避免塑件在脱模时发生变形，缩短成形周期及提高塑件质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下：冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽可能大。各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般维持在15～20mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取8～12mm。孔距最好为水孔直径的5倍。水孔通过镶块时，避免镶套管等漏水。冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以避免影响塑件强度。水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。凹模上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封，浅孔通过水嘴与水管相连，冷却冷却水孔的直径为8mm。凸模的冷却系统采用直孔隔板示冷却，与分型面垂直的管道和底部的横向管道形成冷却回路，同时为了使冷却水沿着冷却回路流动，在每一个直管道中均设置有隔板。第5章模具零件设计推出系统设计肯定推出系统形式，是肯定模架选择的基础。在此，咱们只介绍推杆推出和推件板推出两种机构，其他推出机构的结构型式参见《模具设计与制造简明手册》中第二章第六节的内容。1．推杆推出推杆推出是一种最简单常常利用的推出形式。推出元件制造简便，改换容易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见《模具设计与制造简明手册》表2-78。推杆设计要点如下：推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽可能使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以避免影响凸、凹模强度。推杆直径不宜过细，要有足够的强度经受推力，一般取Φ～12mm。对Φ3mm以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。推杆装配后不该有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面～。推杆固定方式见《模具设计与制造简明手册》图2-56。塑件浇口处尽可能不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以避免推杆和抽芯机构发生干扰。若是无法避开侧抽芯，则应设置先复位机构。推杆和模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常常利用塑料的溢边值见《模具设计与制造简明手册》表2-79。ABS的溢边值为。2．推件板推出推件板推出面积大，推力均匀，模具没必要设复位秆。但型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常常利用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件，其结构型式见《模具设计与制造简明手册》表2-81。推件板设计要点如下：推件板须淬硬，在推出进程中不得脱开导柱。推件板与其他零件的配合一般采用H7/f7。采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。基于以上原因，在这个设计中，采用推杆推出的推出机构。推杆形状如图5-1所示：图5-1推杆形状肯定模架1．模架组合形式注射模模架的组成零件及名称见《模具设计与制造简明手册》图2-67。注射模中小型模架的组合型式见《模具设计与制造简明手册》表2-95。咱们选择A2型。A2型的特点如下：定模和动模均由两块模板组成。推杆推出塑件。2．模架组合尺寸注射模中小型模架组合尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-96。按照成型零件大小，咱们选择250×250的A2型模架，其具体尺寸见表5-1。表5-1250×250的A2型模架具体尺寸（mm）LlTLtlMlm定模座板定模板2501942101282342540动模板支承板垫块动模座板导柱直径复位杆直径40406325168模架各装配零件设计5.3.1导向零件设计注射模导柱标准尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-111和2-112。注射模导套尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-113和2-114。1．导柱设计在这个设计中，咱们选用带头导柱，其尺寸如表5-2所示，表5-2带头导柱尺寸d(f7)d1(k6)基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸1616++206112外形见图5-2。图5-2带头导柱外形2．导套设计本设计导套选用带头导套。带头导套的尺寸见表5-3，外形见图5-3。表5-3带头导套尺寸d(H7)d1(k6)d2(e7)基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸16+024++24R28166180图5-3带头导套外形5.3.2浇注系统零件设计1.浇口套设计注射模浇口套的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-118。咱们选用注射模Ⅱ型浇口套。其尺寸见表5-4，外形见图5-4。表5-4浇口套尺寸d(k6)d2(f8)d3hRd1L基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸20++2028315550图5-4浇口套外形2．拉料杆拉料杆的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-119。咱们选用Ⅰ型拉料杆，其尺寸见表5-5，外形见图5-5。表5-5拉料杆尺寸d(e8)d1(n6)DRL基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸610++10120图5-5拉料杆外形5.3.3推出机构零件复位杆复位杆的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-135。咱们选用的推件板推杆的外形见图5-6，尺寸见表5-6。表5-6复位杆尺寸d（e7）DHL基本尺寸极限尺寸8145123图5-6复位杆外形5.3.4定位圈1．定位圈Ⅰ、Ⅱ型定位圈推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-137，Ⅲ型定位圈推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-138。咱们选用Ⅲ型定位圈，其外形见图5-7，尺寸见表5-7。表5-7定位圈尺寸dd1d2d3hcH基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸5520+040711112图5-7定位圈外形5.3.5其他零件1．水嘴水嘴的推荐尺寸见《模具设计与制造简明手册》表2-150。咱们选用的水嘴的外形见图5-8，尺寸见表5-8。表5-8水嘴尺寸高压胶管直径DD1d2d3DB（l1）L16M16×8141722202040图5-8水嘴外形密封隔板密封隔板为自制件，如图5-9所示。图5-9密封隔板制造密封隔板的目的有两方面，一方面是为了使冷却系统正常工作，把深孔密封起来，避免水从冷却管路中泄露出来；另一方面是为了控制水的流动线路，起到良好的冷却效果，当水流动是碰到密封隔板时，水流改变流向，饶过隔板，继续向前流动，这个进程能够控制水流流到凸模难以冷却到的地方，从而达到冷却的目的。密封螺钉密封螺钉为自制件，如图5-10所示。图5-10密封螺钉至此完成模架装配体中需要的零件模型。第6章模具的装配和调试模具的装配模具的装配进程相对要简单一些，主要工作就是给每一个零件添加约束关系。装配进程主要仍是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加必然的约束，取得如下图6-1所示的装配图。图6-1装配图为了能够加倍清楚的看清楚各个零件及零件与零件之间的装配关系，特制作了爆炸图，如图6-2所示：图6-2爆炸图模具的调试试模中所取得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以查验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在第一次试模中咱们最常碰到的问题是根本得不到完整的样件。常因一般塑件被粘附于模腔内，或型芯上，乃至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。原因分析：1．粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计用意相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法掏出的一种反常现象。其主要原因是：（1）注射压力太高，或注射保压压力太高。（2）注射保压和注射高压时间太长，造成过量充模。（3）冷却时间太短，物料未能固化。（4）模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。（5）型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。2．粘着模芯（1）注射压力和保压压力太高或时间太长而造成过量充模，尤其成型芯上有增强筋槽的制品，情况更为明显。（2）冷却时间太长，制件在模芯上收缩量过大。（3）模腔温度太高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4）机筒与喷嘴温度太高，无益于在设按时间内完成固化。（5）可能存在无益于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改良。3．粘着主流道（1）闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2）料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3）主流道衬套区域温度太高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。（4）主流道衬套内孔尺寸不妥，未达到比喷嘴孔大～1㎜。（5）主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品掏出模腔（芯），不吝破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到以为达到要求，方可进行二次注射。4．成型缺点当注射成型取得了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各类各样的缺点，这种缺点的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，慢慢改良，方可取得理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺点及其改良的办法进行分析。（1）注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a.熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸无益于熔料流动。尽可能采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料先锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b.型腔排气不良这是极易被轻忽的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必需合理地安排顶杆、镶块，利用裂缝充分排气，不然不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c.锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引发的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。（2）溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，乃至在型腔镶块裂缝处也有毛刺存在，其主要原因有：a.注射过量b.锁模力不足c.流动性过好d.模具局部配合不佳e.模板翘曲变形（3）制件尺寸不准确第一次试模时，常常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。a.尺寸变大注射压力太高，保压时间太长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可取得改善。b.尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温太高，制件从模腔掏出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在