1、广东水利电力职业技术学院课 程 设 计 论 文论文题目作者姓名 二 OO 年 月 日20102011 年度毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 塑料模具的设计 设计人姓名：_ 班级：_指导老师姓名： 1、设计（论文）内容(1)分析零件的成形工艺性。(2)制品的基本参数的计算及注射机选用。(3)模具类型及结构的确定。(4)模具和成型设备关系的校核。(5)模具零件的必要计算。(6)绘制模具装配图。(7)绘制模具的部分零件的二维图(8)编写设计说明书。2、设计（论文）的目的和要求（1）综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行塑料模具设计的实际训练，从而培养学生独立工作的能力，提高学生的实
2、际分析能力和创新意识。（2）加深学生对塑料模具设计基本理论的理解，培养学生设计和实践能力的重要环节和必要手段，培养学生设计塑料模具的能力。其目的是使学生全面了解与掌握注射模具的组成、结构、动作原理及其设计方法与步骤等。（3）培养学生将所学的模具知识、零件设计、制图、工艺、公差与技术测量等知识有机地结合在一起，提高学生对模具零件设计、制图、等知识与技能的综合掌握与应用能力，培养其严谨的实验态度和分析解决问题的能力。（4）掌握零件设计与加工的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。3、设计（论文）主要技术指标(1) 模具的结构设计(2) 用 CAD 软件绘制装配图和部分零件的
3、 2D 图；(3) 毕业论文撰写规范、论述清楚、文字精炼、计算准确，还应附有必要的插图。4、进度安排（共 6 周）阶段 设计工作内容 要求 时间（周）资料的准备、查阅材料原始资料的分析确定注射工艺方案注射机选用根据教材或手册0.5确 定 模 具 型 腔 数 目 及 排 列 方 式确 定 分 型 面 位 置选 择 浇 注 系 统 和 排 气 系 统确 定 成 型 零 件 的 主 要 结 构 形 式确 定 侧 向 抽 芯 结 构选 择 推 出 方 式 确 定 推 出 和 回 程 机 构温 度 调 节 系 统 的 设 计模具设计模 架 的 选 择零 件 的 选 材 、 热 处 理 及 表 面 处 理
4、根据教材或手册注塑机的校核3.5装配图和零件图的绘制模具结构总装图和零件工作图的绘制 按照装配图、零件图制图标准1撰写整理论文 撰写毕业论文、答辩准备 1塑料积木塑件图目 录 引 言 .21 结构工艺分析 .51.1 原始设计依据 51.2 塑件的结构及工艺性分析 51.3 塑件材料及成型特性分析 61.3.1 ABS 主要的性能特点 .71.3.2 ABS 的成型工艺性能 .71.3.4 成形特性： .71.3.5 成形工艺： .82 注射模的组成 .92.1 注射模组成 93 注塑模整体结构设计 103.1 型腔数量的确定 .103.2 分型面的设计 .103.3 气槽的设计 .113.4
5、 浇注系统的设计 .113.4.1 主流道设计 113.4.2 浇口套的结构形式 123.5 分流道的设计 .123.6 浇口的设计 .133.6.1 浇口的作用 133.6.2 浇口设计的基本要点 133.6.3 浇口类型 133.7 冷料穴的设计 .143.7.1 冷料穴 143.7.2 拉料杆设计 153.8 合模导向机构的设计 .153.8.1 导向机构 153.8.2 对导柱结构的要求 153.8.3 导向孔 163.8.4 导柱与导套的配合 173.8.5 导柱布置 183.9 塑件脱模的机构设计 .203.10 冷却系统设计 .213.10.1 模具温度调节的重要性213.10.
6、2 冷却参数的计算213.11、成型零件的结构设计 .223.11.1、凹模的结构设计224 相关理论计算及校核 234.1 注射机型号的选择 234.1.1 估算塑件体积234.1.2 选择注射机234.2 注塑机基本参数 .234.3 选择注塑机 234.3.1 体积计算 154.3.2 选择成型设备 154.3.3 注射机参数规格 154.4 注射机的校核 234.4.1 最大注射量的校核 154.4.2 注射压力的校核 154.4.3 锁模力的校核 164.4.4 喷嘴尺寸的校核 174.4.5 定位圈尺寸校核 184.4.6 开模行程和顶出装置的校核 154.5 零件工作尺寸的计算
7、235.模具结构的初步确定 255.1 模架的选择 .255.2 注射模具的选材 .255.2.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材 255.2.2 模板零件的选材 255.2.3 浇注系统零件的选材 265.2.4 导向零件的选材 265.2.5 模架的选择 .265.2.6 推出机构零件的选材及推出方式 .265.2.7 该套模具所用材料的性能比较 .266 模具结构总装图与零件工作图的绘制 .287 模具的试模与修模 .287.1 注射机选定 .287.2 试模用注塑料 .287.3 试模工艺 .287.4 试模 .287.5 修模 .29七 总结 .30参考文献 31引言塑料模的功
8、能模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金必压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中，用于塑料制品成形的模具，称为塑料成形模具，简称塑料模具。塑料模具优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。
9、首先，模具腔形状、流产尺寸、表面粗糙、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模具外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱” 。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模
10、具，才能发挥其应有的交通。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占 80%。由此可知，推动模具技术的进步应是刻不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常常标志一个国家工业化的发展程度。我国塑料模现状在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的 1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明
11、朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量沿不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化沿待规模化；CAD、CAEFlowCool 软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合沿无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。塑料模发展趋势1 注射模 CAD 实用化2 挤塑模 CAD 的开发3 压模 CAD 的4 塑料专用钢材系列化5 塑料模 CAD/CAD/CAM
12、 集成化6 塑料模标准化。1 结构工艺分析1.1 原始设计依据本塑件的外观要求表面光洁，要求无裂痕、斑纹、脱皮、分层、变形等缺陷。该塑件选用材料为 ABS。塑件的二维图如图所示：图 1-11.2 塑件的结构及工艺性分析根据塑件图，使用 Pro/e 软件绘制其三维造型图，通过三维图可以较为直观地认识塑件的结构。塑件的壁厚均匀，依外形特点恰避免了侧抽芯，内壁有八条加强筋以增强塑件的强度和刚度。塑件三维图如下所示：图 12 图 1-31.3 塑件材料及成型特性分析根据塑件的工艺性分析可知，本设计选用 ABS 材料较为恰当。ABS 是Acrylomtrile Bidadiene Styrene 的缩写
13、形式，全称为丙稀腈丁二稀本乙稀三元共聚物，属于无定性聚合物，密度为 1.05g/cm3。1.3.1 ABS 主要的性能特点ABS 具有较强的综合性能， ABS 塑料为无定型料，一般不透明。 ABS 无毒、无味，成形塑件的表面有较好的光泽。ABS 具有一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能；具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。但是，在大气中老化性较差。1.3.2 ABS 的成型工艺性能（1）使用前的准备ABS 的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前要前行充分的干燥和预热。不单能削除水气造成的制品表面烟花状气泡带，而且还有助于塑料的塑化，减少制品表面的色斑和云纹。ABS 原料
14、水分要控制在 0.3%以下。干冬季节，干燥温度为 75800c,料厚层厚度为 2030mm，干燥时间为 23h，夏季雨水天要在80900c 下干燥 48 个小时。表面要求光泽的塑料须长时间预热干燥达 816 小时。此外，还要根据原料产地、储存、和运输状况，对于干燥条件适当调整。ABS 具有较好的染色性，一般采用浮染法。原料要加入紫外线吸收剂和抗氧化剂，以提高耐老化度。（2）ABS 的成型温度控制ABS 是无定性材料，分解温度为 2700c，耐热性不是太好。因含有橡胶成分，过高的成型温度并会使流动性增加，相反会引起橡胶分解，流动性降低。同时，长时间的高温作用会造成降解，交联和炭化。所以成型时应严
15、格控制温度在允许范围内。对柱塞式料筒温度应控制在 1602300c，螺杆式料筒温度应控制在1602200c，喷嘴温度在 1701800c 范围内。ABS 成型易取高料温、高模温，但料温过高易分解。对精度较高的塑件，模温宜取 50600c，对高光洁度，耐热塑件，模温宜取 60800c。较高的模具温度，制品外表面能够达到较光洁，可以避免合模线和陷坑等不良现象，减少制品变形，但收缩率较大。一般的模具温度应尽可能低些。（3）注射压力的确定原则注射压力的大小主要取决于制品的结构和壁厚，一般控制在 60120Mpa。壁薄流道较长，流动阻力较大时，注射压力可高至 130150Mpa。壁厚，浇口截面较大，流动
16、阻力小时，注射压力可略底些。提高注射压力可以提高 ABS 制品的光泽度。注射过程中，保压压力的大小，对制品的表观质量和银丝状缺陷都有较大的影响。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，在温度较高时，制品表面易雾化。压力过大，塑料型腔表面摩擦作用强烈，容易造成黏模。所以一定要调整配好保压压力和保压时间。保压压力为注射压力的 30%60%。保压控制得越低越好，保压最高时可 1.5Mpa。螺杆前进速度采用慢速，一般不0.550.65m/s。（4）注射速度的确定ABS 采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料容易分解，甚至烧焦，从而在制品上出现熔接缝，光洁度差，及浇口附近的物料发红等
17、缺陷。但在生产调制品或复杂制品时，还是要保证有足够的注塑料。1.3.4 成形特性：1.无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2.吸湿性强，含水量应小于 0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3.流动性中等，溢边料 0.04mm 左右（流动性比聚苯、 AS 差，但比聚碳酸脂，聚氯乙烯好） 。4.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高） 。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为 2500c 左右，比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高塑件，模温宜取500c600c，要
18、求光泽及耐热型料宜取 600c800c。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为 1800c2300c，注射压力为 100140Mpa,螺杆式注射机则取 1600c2300c，注射压力为 100140Mpa，螺杆式注射机则取1600c2300c， 70100Mpa 为宜。5.模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失） 。脱模斜度宜为20 以上。1.3.5 成形工艺：1.注射成型工艺过程（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
19、 合模注射2.成形机类型：螺杆式密度：1.021.05g/cm 3计算收缩率：0.30.8%预热温度：8085 0c预热时间：23h料筒 后段：150170 0c中段：165180 0c温度 前段：180200 0c喷嘴温度：170180 0c模具温度：5080 0c注射压力：60100Mpa成形 注射时间：2029s高压时间：05s冷却时间：20120s总周期：50220s螺杆转速：30r/min适用注射机类型：螺杆式、柱塞式均可后处理方法：红外线灯、烘箱温度：70 0c时间：24h说明：该成形条件为加工通用级 ABS 料时所用，苯乙烯- 与丙烯脂共物（即AS）成形民上相似。2 注射模的组成
20、2.1 注射模组成凡是注射模，均可分为动模和定模两大部分。注射充模时动模和定模闭合，构成型腔和浇注系统；开模时定模和动模分离，取出制件。定模安装在注射机的固定板上，动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能，可由一个系统或机构组成。（1）成型零件指构成型腔，直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件，通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。（2）浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统，由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。（3）导向与定位机构为确保动模与定模闭合时，能准确导向和定位对中，通常分别
21、在动模和定模上设置导柱和导套。型腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位，有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。（4）脱模机构是指模具开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。3 注塑模整体结构设计型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而已。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或两部分以上形成这一空腔型腔，其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。3.1 型腔数量的确定其数目的决定与下列条件有关：1 塑件尺寸精度开腔数越多时，精度也相对地降低，1、2 级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数
22、目少时，可 一模二腔。3、4 级的精密注塑件，最多一模四腔。2 模具制造成本多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比，从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。3 注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模经济更为效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4 制造难度多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。本设计根据塑
23、件结构的特点，塑件形状较简单，质量较小，生产批量大较。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件无孔，侧不必侧抽芯，所以模具采用一模八腔、平衡布置。这样模具适中，生产效率高。如图所示：图 313.2 分型面的设计分开模具取出塑件的面称为分型面；注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等。但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。选择分型面时，应考虑的基本原则：1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即
24、通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。2） 确定有利的脱模方式，便于塑件顺利脱模从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。3） 保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的
25、外表面或圆弧的转角处。4） 分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。5） 不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制作在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。6） 有利于浇注系统的合理处置。7） 尽可能与料流的末端重合，以利于排气。本次设计产品的分型面如下图 31：图 323.3 浇注系统的设计3.3.1 主流道设计（1）浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度 2060.若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。（2）浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径 d1
26、大 0.51mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。（3）浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角 r，一般为 0.53mm。（4）浇口套与注射机喷嘴在接触处的圆弧度必须吻合，设球面浇口套球面半径为 SR，注射机球面半径为 r,其关系式如下：SR=r +0.51mm浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。（5）浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。（6）浇口套锥度内壁表面粗糙度为 Ra1.6Ra0.8um,保证料流顺利，易脱模。（7）浇口套不能制成拼块结构，以避免塑料进入
27、接缝处，造成冷料脱模困难。（8）浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。（9）浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。3.3.2 浇口套的结构形式浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，既定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用后一种结构形式，如下图：图 33 浇口套浇注系统组成名称及尺寸 :名称 符号 尺寸/主流道小端直径 d 注射机喷嘴直径0.5=3
28、主流道接口半径 R 喷嘴球半径1=19接口配合长度 H 4主流道锥度 3主流道大端直径 D D= d2L tan（/2）=5过度半径 r 2横流道长度 h 22浇口半径 R 0.5浇口长 t 1主流道长 L 503.3 排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体，使蒸汽不能顺利地排出，将在制品上形成气孔、接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时还会因气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生痕迹，而且型腔内气体被压缩产生的反压力会降低充模速度，影响注塑周期和产品质量， （特别在高速注射时） 。因此设计型腔时必须考虑排气问题。本模具采用分型面排气可满足要求，这样设计可以减少加工成本，减
29、少一些不必要的工时，提高了工作效率。常用分流道断面尺寸推荐如表 4-1 所示。塑料名称 分流道断面直径mm塑料名称 分流道断面直径 mmABS，AS 聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.513表 4-1 流道断面尺寸推荐值1） 长度：分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置。从输送熔体使减少压力和热量损失的要求出发，应力求缩
30、短。2) 断面尺寸：分流道断面面积应能保证型腔充满并补充因型腔内塑料收缩所需的熔体后，方可冷却凝固。因此，分流道断面直径或厚度应大于塑件壁厚。按此要求，查有关资料得 ABS 塑料分流道断面推荐直径 4.89.5mm ,由于本设计塑件较小，故本设计分流道取 4mm。3) 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U 形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以制成半圆形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为 4mm。3.5 分流道的设计分流道式指主流道
31、末端与浇口之间有一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇口处充模。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。该模具采用半圆型分流道，使得加工容易，热量损失与压力损失均不大，从而有利于成形。3.6 浇口的设计3.6.1 浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还末冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制
32、品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增主 流 道 拉 料 杆大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显，塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。3.6.2 浇口设计的基本要点1）尽量缩短流动距离：浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。2）浇口应设在塑件制品断面较厚的部位：当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进
33、入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3）必须尽量减少或避免熔接痕：由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接
34、浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的熔接牢度，可以在熔接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。 3.6.3 浇口类型浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下 11 种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。本设计采用潜伏式浇口，因为潜伏式浇口又称隧道式浇口，是点浇口演变来的且吸收了点浇口优点也克服了由点浇口带给模具的复杂性。应用于多型腔模具以及塑件外表面不允许有任何痕迹时采用。3.7 冷料穴的设计3.7.1 冷料穴
35、当注射机示注射塑料之前，喷嘴最前端的融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者处于分流道 的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量，冷料穴分两种，一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道 凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设
36、置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径 d 的 1.52 倍，如图。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根 Z 形头的拉料杆，称为钩形位料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆冷料穴。图 34 冷料穴并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料精神分裂症 。如果初始设计阶段对是否需要开设冷料穴沿无把握，可流适当空间，以便增设。3.7.2 拉料杆设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流
37、道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆图如下：图 35 拉料杆3.8 合模导向机构的设计3.8.1 导向机构导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构。导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。a 定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的开关，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。b 导向作用动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。C 承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制使导柱在工作中承受一定的侧压力，此时
38、，导柱能承担一部分侧压力。3.8.2 对导柱结构的要求a 长度：导柱的长度必须比凸模端面要高出 68 毫米。以免导柱末导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。b 形状：导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。C 材料：导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯、因此，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度 HRC5055,导柱滑动部位按需要可设油糟。D 配合精度：导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。E 光洁度：配合部分光洁度要求 6 级，此外，导柱的选择还应根据模架来确定。由于模架大（400X400）所以设计成四导柱，据此导柱设计简图
39、如下所示：图 3 6 导柱3.8.3 导向孔导向孔可以直接开设在模板上，且设计为通孔，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求较高的模具。对导向孔的结构主要有四点要求，分述如下:（1） 形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。（2） 材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。（3） 导套的精度与配合一般 A 型用二级精度过度配合，B 型用二级精度间隙配合。（4） 光洁度配合：部分光洁度要求 7 级。导套的选择应根据模板的厚度
40、来确定，材料为 T8A 硬度达到 HRC5055 或采用 20 钢渗碳 0.50.8 厚，淬硬到 HRC5660.本设计导套装在动模板。3.8.4 导柱与导套的配合由于模具的结构不同，选用的导柱的结构也不同。本设计采用导柱与定模板的配合的结构简图如图所示：图 3 7 导柱与定模板配合简图3.8.5 导柱布置根据模具的形状大小，在模具的空闲位置开设导柱孔和导套孔，常见的导柱有 2 至 4 根不等，其布置原则必须保证定模只能按一个方向合模，此设计常用四根相同的导柱布置在动模固定板的四角。3.9 塑件脱模的机构设计在注射成型 的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或顶出机
41、构。脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类：a、按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模，本设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并开模到一定距离后，活塞的动作实现脱模。b、按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的顶出机构是顶杆顶出机构。顶杆的机构特点：顶杆加工简单，更换方便，脱模效果好，顶杆设计的注意事项：a、顶出位置顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方，顶杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增在顶出面积，来改善塑件受力状况。此时，一般采用顶出杆顶出，此设计的
42、顶杆放置在产品的中央。b、径顶杆直径不宜过细，应有足够的刚度承受顶出力，当结构限制顶出面积较小是，为了避免细长杆变形，可设计成阶梯形顶杆。c、配位置顶杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出 0.051mm ，否则，会影响塑件使用。d、数量不保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，顶杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。a) 脱模机构的确定由于制品分型面的确定，遥控器上盖板脱模是没受到限制，因此在塑件下表面设置推杆，为了防止受礼不均匀，采取对称式排列。为保证顶出机构的运动平稳，顶杆受力均匀和复位，在顶出机构设置了导向、复位机构。3.10 冷却系统设计注射模
43、的温度对塑料熔体的冲模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。3.10.1 模具温度调节的重要性模具温度及其调节系统对塑件质量的影响无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑料脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高，为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度的调节系统。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热，必要时两者兼有，从而达到控制模温的目的。为了提高充型性能，成
44、型工艺要求有较高的模温，因此经常需要对模具加热。对于粘流温度或熔点较低的塑料，一般需用常温或冷水对模具冷却；而对于高粘流温度或高熔点的塑料，可用温水控制模温。对于热固性塑料，模温要求在150200，必须对模具即热。流程长、壁厚较大的塑件，或者粘流温度或熔点虽不高，但成型面积很大时，为了保证塑料熔体在冲模过程中不致温降太大而影响充型，可对模具采取适当的加热措施。对于大型模具，为了保证生产之前用较短时间达到工艺所要求的模温，可设置加热装置对模具进行预热。对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以不设置冷却装置而依靠自然冷却。设置温度调节装置后，有时会给注射生产带来一些问题，例如，采用冷水调
45、节 模具时，大气中水分容易凝聚在模型表壁，影响塑件表面质量。而采用加热措施后，模内一些间隙配合的零件肯可能由于膨胀而使间隙减小或消失，从而造成卡死或无法工作，设计时应予以注意。因塑料厚度较小，因此冷却水道布置在定模板上。3.10.2 冷却参数的计算（1）求冷却水的体积流量冷却水流量：（水温 20）冷却水的体积流量 m/minvq冷却介质出口之温度 差，普通模具应小于 5，精密模具应小于 2。i本模具属于普通模具，取 5。 结论 计算的流量小于水管直径为 10时的流量，可行。在单位时间里熔体所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。因此= = =0.2492vq)(21CQW60)25(187.40
46、.3963210式中 W单位时间内注入模具内的塑料重量 Kg/min， 每次进胶的质量为 66.69，注射时间为 35S，取 4S。W=14.896 =0.89376 sgminKgQ1单位重量塑料制品在凝固是所放出的热量 Kg/KJ, Q1 可从中国模具设计大典表 9.8-4 中查得 ABS 的单位热流量为（ - ）在310.3.4Kg/KJ3105. 冷却水的密度（Kg/ m）C1冷却水的比热容Kg/(Kg*C)，查表可知，水的比热容为 C1=4.187*10 Kg/(Kg*C)冷却介质的出口温度(C) =25 11冷却介质的入口温度( C) =202 2（2） 确定冷却水孔直径根据体积流
47、量，因为流量 =2.492 50 的细长冷却管道，其孔壁与冷却水之间的传热膜系数dlh 的计算式为 h= 36f =36 =13.11552.08)(dv2.08.03)18()6759.45.6410式中 f与冷却水温度有关的物理系数，见式 4.016.)(270cf 冷却水的密度（Kg/ m）V冷却水的圆管中的流速D冷气管道的直径（3） 求冷却水孔总传热面积当求出冷却水的面积流量 后，便可根据冷却水处于传流状态下的流速 Vvq与管道直径 d 的关系，确定冷却水管道的直径 d。冷却管道总传热面积 A 可用下式计算：A= = =0.0636hWQ160 2)05(05.361.3897.42W
48、单位时间内注入模具内的塑料重量 Kg/min， 每次进胶的质量为 59.584，注射时间为 35S，取 4S。W=14.896 =0.89376 sgminKgQ1单位重量塑料制品在凝固是所放出的热量 Kg/KJ, Q1 可从中国模具设计大典表 9.8-4 中查得 ABS 的单位热流量为（ - ）在310.3.4Kg/KJ3105.h 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数。模具温度与冷却水温度之间的平均温差（ ） C（4）. 求模具上应开设水孔孔数 n模具开设的冷却管道的孔数为=dLAn32.1)09(184.36.式中 L冷却管道开设方向上模具长度或宽度A冷却管道总传热面积D冷却管道的直径 本设计取 n12. 3.11、成型零件的结构设计构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、镶块各种成型杆，各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面
