1、壳体模具设计与制造摘要塑料是一种新型工程材料，发展速度迅猛，塑料的加工和成型工艺也越来越得到重视，其中注射成型是最常用的塑料零件成型方法。生活用品的塑料模具占了很大比例。该课题的主要任务是设计一副壳体注塑模具来生产壳体塑件制品，以实现自动化生产提高产量。针对壳体的具体结构，该壳体注塑模设计制造的最大难点在于浇注系统和脱模机构。通过对点浇口、侧浇口、潜伏式浇口三种方案的比较，得出结论潜伏式浇口的结构形式最为合理。设计出的模具为潜伏式浇口单分型面的结构形式。塑件整体尺寸较小，型腔较深壁厚较薄，在圆形外壁上有 4 个小孔，总体结构比较复杂。考虑壳体结构的特殊性，通过对几种侧向分型抽芯机构的对比。最终
2、决定采用斜杆导滑的斜滑块抽芯机构来成型 4 个小孔。其优点是使模具结构形式得到了简化。本说明书详细介绍了本次设计的全部过程，通过模具设计表明该模具能够达到壳体的质量要求和加工工艺要求。关键词：塑料模具 注射模 壳体 加工工艺AbstractPlastic is a new kind of engineering materials, the rapid pace of development, plastics processing and forming technology have been more and more importance, of which injection mol
3、ding is the most commonly used method of molding plastic parts. Plastic daily necessities make up a large proportion.The main task of the subject is to design a shell injection mold plastic parts to produce manufactured housing in order to achieve the automation of production to increase production.
4、 For the specific structure of the shell, the shell of injection mold design and manufacture of the greatest difficulty lies in casting system and the demoulding institutions. Points through the gate, side gate, gate-type latent comparison of three programs, concluded that the structure of latent fo
5、rm of gate-type the most reasonable. The design of the mold gate for single-hidden-type surface structure. Plastic pieces of the overall size of the smaller, thin wall deep cavity in the circular wall outside the four holes, the complexity of the overall structure. Consider the specificity of the sh
6、ell structure, by typing a few side comparison of core-pulling mechanism. Eventually decided to adopt the oblique stroke oblique-slip slider guided core-pulling mechanism for forming four small holes. The advantage is the form of mold structure has been simplified.This manual details the design of t
7、he whole process, through mold design indicates that the mold shell to achieve the quality requirements and processing requirements.Key word：The plastic mold Injection Mold Shell Manufacture process.目录摘要 Abstract 引言 第 1 章 产品技术要求及工艺分析 1.1 产品技术要求 1.2 制件的工艺性分析第 2 章 拟定成型方案 2.1 分型面的选择 2.2 型腔数目的确定及布置 2.3
8、抽芯装置形式的确定 2.4 初步确定使用注射机的型号 2.5 浇注系统的设计 第 3 章 成型零件的设计与计算 3.1 成型零件的结构设计 3.2 成型零件工作尺寸的计算 第 4 章 脱模机构的设计 4.1 推出机构的结构形式 第 5 章 导向合模机构的设计 5.1 导柱合模机构的设计 5.2 锥面精定位机构的设计 第 6 章 模具温度控制系统的设计 第 7 章 注射机参数的校核 第 8 章 模具的工作原理及特点 8.1 模具的工作原理 8.2 模具的特点 设计小结 参考文献 第一章 产品技术要求及工艺分析1.1 产品技术要求1.1.1 产品设计图制件名称：壳体（如图 二维图、三维图）二维图由
9、 CAD 绘图软件绘制如图 1-1。 图 1-1根据塑件的二维图绘制出了塑件的三维实体模型，便于对塑件更直观的掌握。三维实体模型由 UG 绘图软件绘制如图 1-2。图 1-21.1.2 产品技术要求塑料制件的名称：壳体塑料制件的材料：ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。塑料制件的用途：属于工业用塑件。塑料制件的尺寸要求：标出的公差尺寸等级为 MT3 级，未注公差等级按照 MT4查取公差。塑件内外表面没有特别的要求。塑料制件的生产批量：30 万件（中小批量）。1.2 制件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性的分析，其具体分析如下
10、。1.2.1 塑件的原材料分析 ABS 是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与苯乙烯基本相同。ABS 具有良好的综合物理力学性能，耐热、耐腐、耐油、耐磨、尺寸稳定、加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料的性能。ABS 的注射成型工艺参数见表 1-1：表 1-1注射成形机 螺杆式 预热 干燥 温度：80-85 时间：2-3h料筒温度 后段：150-170中段：165-180前段
11、：180-200喷嘴温度 170-180模具温度 50-80注射压力 60-100MPa成形时间 注射时间：20-90 秒 高压时间：0-5 秒 冷却时间：20-120 秒 总周期：50-220 秒 螺杆转速 30r/min适用注射机类型 螺杆、柱塞均可 后处理 方法：红外线灯、烘箱 温度：70 时间：2-4h说明 该成形条件为加工通用级 ABS 料时所用 ABS 的成型性能：（1）无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS 差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为 0.04 毫米左右；（2）吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经过长时间的预热干燥；（3）成型时宜取高料温、高模温，但是料温
12、过高（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。注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为 180-230，注射压力为（1000-1400）105 帕。用螺杆式注射机成型时，料温为 160-220，注射压力为（700-1000）105 帕。 结论：设计题目所给塑件材料合理。 1.2.2 塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，塑件所标注的公差等级为 MT3 级，对 ABS 塑件属于一般精度，未注尺寸公差等级取 MT4 级。其主要尺寸公差标注如下（单位均为 mm）。塑件外形尺寸：23.4 、R12.9 、38.7 、28.8
13、 、3 、3.3 、6 、8.4 ； 塑件内形尺寸：21 、10.8 ； 塑件孔尺寸：2.2 ； 塑件孔心距尺寸：33.8 。 结论：尺寸标注合理，公差等级 MT3、MT4 级对 ABS 而言属于一般精度。模具制造和成型都比较容易。1.2.3 塑件表面质量分析该塑件为工业用壳体不属于日用品，对其表面质量没有特别的要求,粗糙度可取Ra3.2um，塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求,所以内外表面的粗糙度都取 Ra3.2um。 1.2.4 塑件结构工艺性分析（1）从图纸上分析，该塑件的外形为桶形回转体。壁厚均匀，都为 1.2mm，符合最小壁厚要求；（2）塑件整体尺寸较小，型腔较深，且底部有异形孔，
14、底面边缘带有 R0.6 倒圆，桶形口处伸出了 4 个成一定角度的台阶；（3）台阶上方伸出了 4 个瓦形结构，在每片瓦形上有 1 个直径为 2.2 的孔，孔分布在桶形圆筒壁上。因此，塑件不易取出，需要考虑侧向抽芯装置，且抽芯方向为四个方向。综上分析：塑件工艺性合理，材料确定合理，尺寸精度、表面质量能够在注射成型中得到保证，但是由于圆筒表面有 4 个侧孔，需要在 4 个方向设置抽芯装置，在一定程度上使模具结构变得比较复杂，但是总体上模具制造可以实现。第二章 拟定成型方案2.1 分型面的选择 图 2-1如何确定分型面，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
15、结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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： a)保证塑料制品能够脱模 这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。 b)使型腔深度最浅 模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1)目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越
16、长，影响模具生产周期，同时增加生产成本。 2)模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比较困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大，（如图 2-1）。若要控制规定的尺寸公差，就要减小脱模斜度，而导致塑件脱模困难。因此在选择分型面时应尽可能使型腔深度最浅。c)使分型面容易加工 分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精
17、度得不到保证，易造成溢料飞边现象。d)有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭综上所述：选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。该塑件分型面选择有如下几种方案（如图 2-2）：图 2-2下面对以上四种方案进行分析：方案一：A-A 分型面的选择，使型芯在动模一侧，考虑到塑件本身的结构侧孔在下方，侧抽芯装置也在动模
18、一侧，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模一侧。这样的结构有利于塑件的脱模，因为推出机构通常设置在动模一侧。也有利于塑件中侧孔的成型，也为侧抽机构在动模具一侧使模具结构得到了一定的简化。把塑件上 4 个侧耳台阶的成型放在了型腔上，使侧耳台阶的相对位置精度得到了保证。成型时产生的飞边在塑件的径向边缘处，由于塑件属于工业用，产生的飞边不会影响塑件的使用。由于属于小型塑件，型腔较小，空气量很少，可借助分型面的缝隙排气。方案二：B-B 分型面的选择，使型芯在定模，考虑到塑件本身的结构侧孔此时在上方，侧抽芯装置便在定模一侧，塑件冷却收缩后包紧型芯，此时塑件便留在了定模。这是我们不希望看到的，因为此种情
19、况的出现增加了塑件的脱模难度，使我们不得不考虑辅助脱模机构。侧抽芯装置在定模一侧使模具的结构在一定程度上变的更加复杂。方案三：C-C 分型面的选择和 A-A 的类似，只是把 4 个侧耳台阶的一部分放在了动模一次来成型，此种情况侧耳台阶的 45倒角和侧耳台阶不在同侧，不利于侧耳台阶的成型。 方案四：D-D 分型面的选择和 B-B、C-C 的类似。 综上所述：通过对上面四种方案的比较，A-A 分型面的选择符合分型面选择的各项基本要求，模具结构得到了简化，有利于模具的制造，减少了模具的制造成本，提高了经济性。最终选定方案一所表示的 A-A 面作为塑件的分型面。 2.2 型腔数目的确定及布置2.2.1
20、 型腔数目的确定确定模具型腔数目时，应从以下几个方面考虑：1. 塑件大小与设备的关系；2. 充分利用设备的能力；3. 使塑件精度比较容易得到满足；4. 不使模具结构复杂化；5. 考虑塑件生产批量的大小；6. 降低模具制造成本提高经济性。总之，影响型腔数目因素较多且错综复杂，应统筹兼顾，避免片面性的错误。通过第 1 章对塑件工艺性的分析，塑件存在 4 个互成一定角度的侧孔，需要从4 个方向抽芯，使模具结构比较复杂。但是由于塑件总体尺寸比较小，精度要求不高，都属于一般精度要求，生产批量为中小批量。经过对影响模具型腔数目因素的综合考虑，确定型腔数目为一模两腔的结构形式。2.2.2 型腔的布置形式布置
21、型腔和浇注系统的工作几乎需要同时进行，型腔的布置形式要考虑各型腔制件要有一定的间隔，使型腔具有足够的强度和刚度，型腔之间还要考虑设置冷却装置，这会增长流道。当模具带有侧向分型抽芯机构时，型腔布置会受到限制，塑件的要求对浇注系统类型及分布也会产生限制。所以说影响型腔布置形式的因素也错综复杂，应该统筹兼顾，避免片面的去考虑某一个方面的因素而忽略了其他因素。塑件的 4 个侧孔分布在圆周互成一定角度的方向上，其型腔的分布形式有以下几种（如图 2-3）：a） b） 图 2-3如图采用对称分布，保证了模具的平衡性。考虑到成型侧孔的抽芯装置的相互干涉（后面抽芯装置形式中具体阐述）选择图 2-3 a）的型腔布
22、置形式较为合理。2.3 抽芯装置形式的确定塑件侧壁上的 4 个孔的成型需要设计侧抽芯装置，这 4 个侧孔的孔径大小均为2.2，属于较小尺寸，抽芯距为塑件侧壁厚度 1.2mm，抽芯距特别小。抽拔力也很小。由于孔的位置比较特别分别在四个瓦形的“耳朵”上（如图 2-4）。图 2-4考虑塑件结构的特殊性，侧向分型抽芯机构初定三种方案以供选择：方案一：斜销分型抽芯机构；方案二：斜杆导滑的斜滑块外侧抽芯机构；方案三：弹簧抽芯机构。以下是对三种方案的分析：方案一：如图 2-4 所示，通过对塑件工艺性的分析，瓦形“耳朵”的厚度等于壁厚，高度不到 10mm，如果采用斜销分型抽芯机构，由于模具采用一模两腔的结构形
23、式。那么这副模具就要分别在不同的 8 个方向上放置滑块和安装斜销，且滑块的高度也会受到限制，滑块的导滑及固定形式又成了一个问题。随之带来的问题还有，推出机构的形式，需要单独设计推出的形式避免在分型时和滑块发生干涩。这样使的模具的结构变得越来越复杂。方案二：由于强度受到限制，斜杆导滑的斜滑块抽芯机构多用于抽拔力不大的场合。考虑塑件本身的结构瓦形“耳朵”处可由滑块直接成型，由于塑件的尺寸比较小，滑块和斜杆连接同时可以起到推杆的作用，开模时随着斜杆滑块的运动，抽芯和塑件脱模同时进行。又因为塑件型腔本身比较深，没有必要完全将塑件推出型芯。当塑件被推出型芯 23 时，可由工人师傅手动将塑件取出。这样的结
24、构避免了单独设计推出机构，使模具的结构形式得到了简化。方案三：此种方案适用于抽拔力不大的时候，弹簧抽芯机构可以使模具结构紧凑，但是弹簧有失效问题，因此此方案适用于生产批量小的模具。如果采用此种方案那么需要在不同的方向设置 8 个这样的弹簧，模具的结构并没有得到简化。相反由于塑件属于中小批量生产，弹簧失效问题的存在影响了抽芯动作的可靠性。综上所述：通过对三种方案的分析得出，方案二最为合理，模具的分型抽芯动作能够得到保证，且模具的结构相对得到了简化。最终选定斜杆导滑的斜滑块外侧抽芯机构的形式。2.4 初步确定使用注射机的型号注射机全称塑料注塑成型机，它由注射装置、合模装置、电器和液压控制系统、润滑
25、系统、水路系统、机身等组成。注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。本次设计与实际在工厂中的设计有所不同。工厂中的注塑机是已有固定的，模具设计人员通常都是根据车间内的注塑机来确定最大的制件产量，即是说厂中的注塑机选择是有限的。而在本次设计中，我们选择注塑即的原则则是按我们想象中的产品产量和实际的塑件形状来选择任何一款注塑机，最后校核能满足使用要求即可。这样同样也可以达到训练的目的。下面分别从注塑容量、注射压力和锁模力三个方面的要求来初选注塑机。通过 UG 建立塑件三维模型，计算出塑件实际体积为 3
26、180mm3（如图 2-5），浇注系统凝料约为 2500mm3。 图 2-5塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积( )表示时,塑件体积(包括浇注系统)应小于注塑机的注塑容量,其关系是:式中 塑件与浇注系统的体积总和( )； 注射机的注射容量( )，参见注射机技术规格；0.8 最大注射容量利用系数。按照上式计算：因为模具结构为一模两腔所以 3.1802+2.5009( )。 结论：注塑机的注塑容量应该大于 。 塑件成型所需要的注塑压力应小于或等于注射机的额定注塑压力，其关系是：式中 塑件成型时所需要的注射压力（105 帕），其值参见表 1-1； 所选注射机的额定注射压
27、力（105 帕），参见注射机技术规格。 由表 1-1 知塑件原材料 ABS 所需的注塑压力为 60-100MPa，由于模具分流道比较长，壁厚较薄，形状比较复杂，选择比较大的注塑压力 80MPa。按照上式计算： 80MPa结论：注塑机的注塑压力应该大于 80MPa。 模具所需的最大锁模力应该小于或等于注射机的额定锁模力，其关系是： 式中 模具型腔压力，一般取（400-500）105 帕；塑件与浇注系统在分型面上的投影面积总和（mm2）； 注塑机的额定锁模力，件注射机技术规格。 模具型腔压力取 45 MPa,计算塑件和浇注系统在分型面的的投影面积总和约为1600mm2 为按照上式计算： 16004
28、572000N72KN结论：注塑机的锁模力应该大于 72KN。综上所述：初选注塑机的要求只要能满足以上三点就是适合的。考虑到塑件的结构，塑件型腔比较深，导致模具厚度比较厚，参考设计手册初定注塑机型号为 XS-ZY-125 型热塑性塑料注射机。XS-ZY-125 型热塑性塑料注射机的主要技术规格见表 2-1。 表 2-1螺杆直径 42mm注射容量 125cm3注射压力 119MPa锁模力 900KN最大注射面积 320cm2模具高度 最大：300mm最小：200mm 模板行程 300mm喷嘴 球半径：R12mm孔直径：4mm 定位孔直径 100 mm顶出（两侧） 孔径：22mm孔距：230mm
29、2.5 浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴出来之后，到达模腔之前在模具种所流经的通道。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类。其作用是将熔体平稳地引入型腔，使之充满型腔内各个角落，在熔体填充和凝固过程中，能够充分的将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、尺寸稳定的塑件。由此可见，浇注系统是注塑模设计的一个关键环节，它的设计正确与否直接关系到塑件成型质量的好坏。 普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴几部分组成。2.5.1 主流道的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它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，便于熔体
30、顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套（如图 2-6）镶入定模板内。主流道套通常用性能好的材料制造并热处理淬硬。 主流道与喷嘴的接触处应做成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大 0.5-1mm，常取 4-8mm，视制品大小及补料要求决定。主流道的锥角不宜过大，一般取 26。 由初选注塑机知喷嘴球头半径为 R12mm，孔直径为 4mm。所以浇口套的结构形
31、式如图 2-6。 其固定形式如图 2-7。由初选注塑机知定位孔直径为 100。所以定位圈的大小也就为 100。图 2-6图 2-72.5.2 分流道的设计分流道是指主流道末端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，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的断面形状有圆形、U 形、梯形和矩形等，如图 2-8 所示。由计算得知，在同等断面积的条件下，正方形的周边最长，圆形最短。因此，从散热面积考虑，热塑性塑料注塑模分流
32、道的断面形状宜采用圆形。从压力损耗考虑，圆形断面流道的料流阻力小，压力损耗也小。而从加工方便出发，常用 U 形、半圆形、梯形断面。图 2-8针对本塑件考虑到分流道比较长，有较高的压力损失，可采用半圆形分流道。从便于加工的方面考虑,也应采用截面形状为半圆形的分流道。查手册,选择R=3mm. 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 并不要求很高，一般取1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，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一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。分流道截面尺寸如
33、图 2-9。 图 2-92.5.3 浇口的设计浇口的形式众多，通常都有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、薄片浇口、环形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、护耳浇口、点浇口、潜伏式浇口等。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。（2）浇口位置的
34、选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。（3）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕
35、处强度，可在熔接处增设溢溜槽，使冷料进入溢溜槽。针对本壳体的结构初选点浇口、侧浇口、潜伏式浇口。方案一：点浇口是一种断面尺寸很小的浇口，当物料通过时会产生很高的剪切速率，这对于表观粘度随剪切速率变化而明显变化的塑料熔体和粘度较低的塑料熔体是适用的。点浇口在开模时容易自行切断，并且在塑件上留下的残痕极小，不易觉察，故无需修剪浇口的工序。点浇口的另一个显著的优点是，它很容易向模腔多点进料，浇口的位置选择灵活，对于单腔模和多腔模均适用。因此点浇口能够实现模具自动化生产，生产效率高。方案二：侧浇口一般开在分型面上，由塑件侧面进料。侧浇口宜取矩形形状，它能够方便的调节剪切速率，充模流量速率，流动状态和浇
36、口封闭的时间，并可以灵活的选择塑件的进浇位置，广泛使用于多腔模中。方案三：潜伏式浇口由点浇口演变而来，所不同的是采用潜伏浇口只需要两板式的单分型面模具，而采用点浇口则需要三板式的双分型面模具。潜伏式浇口也是小尺寸浇口，达到的效果与点浇口类似，却使模具结构简化。下面是分别对三种方案进行分析：方案一：该塑件采用点浇口的进浇形式可以在开模时自动切断浇口，塑件为中小批量生产，可以提高模具的自动化能力，从而提高生产效率。但是具体到塑件的结构为型腔比较深的壳体，如果采用点浇口如图 2-10。那么模具结构就为三板式双分型面的结构。而本身塑件的型腔就比较深，采用这种方案不利于塑件的脱模，和浇注系统凝料的脱出，
37、使模具在厚度方向的尺寸变得很大，不宜采用这种方案。图 2-10方案二：侧浇口有调节剪切速率，灵活选择塑件进浇位置等的优点。但是浇注系统凝料和塑件相连如图 2-11，需要增加切除浇口的工序，不利于模具的自动化生产。图 2-11方案三：潜伏式浇口是点浇口的变身，它集点浇口的优点，更重要的是它不需要三板式的双分型面模具，使模具的结构简化。在开模的时候能够自动切断浇口如图 2-12，避免了单独设置切除浇口的工序，使模具的自动化得到了提高，从而生产效率高。图 2-12综上所述：选择方案三，潜伏式浇口的进浇形式。2.5.4 冷料穴的设计冷料穴一般设在主流道的末端，在动模或下模一侧。当分流道较长时，在分流道
38、的末端也应该开设冷料穴。冷料穴的容积视具体需要而定。主流道末端冷料穴的结构常常与拉料形式相集合。因为采用的是潜伏式浇口的进浇方式，浇注系统凝料需要设计拉料机构拉出，考虑塑件分流道比较长，开模时潜伏式浇口靠型腔自动拉断，这时有可能会使浇注系统凝料留在定模。为了确保浇注系统凝料在开模的时候能够留在动模一侧，在分流道的末端加设拉料机构。同时考虑潜伏式浇口进浇部分能够在开模的时候顺利从型腔镶块中脱出，需要让分流道末端的凝料在开模方向上有一定的扰动。所以增设的拉料机构不应该太靠近分流道的末端。增设的拉料穴同时起到了分流道末端冷料穴的作用。在设计中我们把冷料穴的结构和拉料的形式相结合，从而使模具在开模时将
39、浇注系统凝料留在动模一侧，在开模过程中将浇注系统凝料定出动模。冷料穴的形式多种多样，在设计中采用带倒锥形的冷料穴形式，这种带有拉料作用的冷料穴又叫做拉料穴。同时在冷料穴的下方设置推杆，以便将凝料强行从中推出。这种结构设计简单，制造方便。其机构简图如图 2-13。 图 2-13第三章 成型零件的设计与计算3.1 成型零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。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，成型零件还要求结构合
40、理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。3.1.1 型腔的结构设计型腔是成型塑件外表面的零件，其结构可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌组合式和四壁拼合的组合式五种。整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式，再嵌入模具的模板内，它在单腔和多腔模具中均可应用。这种凹模结构的好处是：（1）加工单个型腔的凹模方便,同时零件的热处理变形比较小；（2）节省贵重钢材。凹模和固定板可分别采用不同的材料制作；（3）易于维修更换，采取镶嵌式安装形式便于更换失效了的凹模；考虑塑件为回转体，尺寸较小，秉着加工单个型腔的凹模比较方便；节省贵重金属；易于维修更换的原则。设计采用整体嵌入式凹模的结构形式。这种结构有多
41、种安装形式，由于塑件类似回转体，整体式凹模为圆形结构。由于塑件的结构，整体式凹模的安装需要设计防转结构。设计中采用台阶固定加平键防转的形式如图 3-1。 图 3-13.1.2 型芯的结构设计型芯是用来成型塑件内表面的零件。它也有整体式和镶拼组合式，形状简单的主型芯和模板可以作成整体，从加工与维修方便、节省贵重金属等考虑，多采用镶拼式。由于镶拼式型芯有以上这些优点，设计中采用镶拼式的型芯。考虑型芯有防转要求，同样采用台阶固定加平键防转的结构如图 3-2。图 3-23.1.3 斜杆导滑的斜滑块抽芯机构设计考虑塑件的抽芯距为 1.2mm。斜杆在推出过程中边把塑件推出边实现抽芯动作，斜杆的斜度取得太大
42、会使塑件在推出很短距离的时候就完全实现了抽芯动作，塑件不能继续靠斜杆滑块推出。如果斜杆角度取的太小，抽芯距离的安全性不能得到保证。取 3、4、5进行对比，最终取 4的方案最为合适如图 3-3。 采取斜杆角度为 4，为了让抽芯动作有足够的安全性，和塑件能够顺利脱模，取推出距离为 40mm。那么根据计算知： L=tan440=2.8mmL为抽芯距加安全距离。 这样的设计，因为塑件需要的抽芯距离为 1.2，那么塑件的实际推出就离 H 等于：H=图 3-3H=18mm此时塑件实际推出的距离为 18mm 如图 3-4，到这个位置之后塑件不能再被继续推出，需要由工人师傅将塑件取下，由于塑件壁薄，这样有利于
43、塑件不会在掉落的过程中被破坏。图 3-4剩下还有 22mm 的推出距离是为了保证抽芯动作的安全性考虑的。其结构形式如图 3-5。 图 3-53.2 成型零件工作尺寸的计算成型零件上用来成型制品的那一部分尺寸叫工作尺寸又称成型尺寸。设计模具时，必须根据塑件的尺寸和公差要求，计算确定成型零件工作尺寸和公差，这是塑料模具设计的关键问题之一。影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面 （1）零件的制造公差； （2）设计时估计的收缩率和实际收缩率的差异和生产制品时收缩率波动； （3）模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下： 成型零件工作尺寸的计算方法有以下两类：一类基于平均收缩率，另一类
44、基于公差带。前者计算方法具有简单易行的优点，但是预留修模余量有不当之处，对设计高精度塑件的模具不利；后者计算方法是以保证所成型的塑件全部在规定的公差带内为出发点，通过验算能发现所假设条件是否正确，以便及时修正，但是计算比较烦琐。 本次设计由于塑件的精度要求并不高，所有计算均按照基于平均收缩率的方法计算。 查相关手册知，ABS 的收缩率为 0.4%0.7%，故平均收缩率为模塑收缩率，即=（ ）=0.6 塑件所注公差尺寸的公差等级为 MT3 级，对 ABS 塑件属于一般精度，未注公差尺寸的公差等级为 MT4 级。模具的制造公差取 z=/4。单位均为（mm）。型腔和型芯成型尺寸计算公式件表 3-1。
45、 表 3-1尺寸类型 计算公式 备注型腔内径型芯外径型腔深度型芯深度中心距塑件基本尺寸；模塑收缩率；系数 考虑模具制造误差； 塑件的尺寸公差； 系数 修正系数；中心边距模具制造公差；允许磨损量。 3.2.1 型腔工作尺寸的计算型腔径向尺寸的计算：23.4 =23.4+23.40.006- 0.24=23.46 =6+60.006- 0.14=5.9R12.9 =12.9+12.90.006- 0.18= R12.88.4 =8.4+8.40.006- 0.16=8.33.3 =3.3+3.30.006- 0.18=3.2型腔高度尺寸的计算：28.8 =28.8+28.80.006- 0.36=
46、28.73 =3+30.006- 0.12=2.99.3 =9.3+9.30.006- 0.2=9.23.2.2 型芯工作尺寸的计算型芯径向尺寸的计算：21 =21+210.06+ 0.24=21.310.8 =10.8+10.80.006+ 0.24=112.2 =2.2+2.20.006+ 0.12=2.3型芯高度尺寸的计算： 36.9 =36.9+36.90.006+ 0.32=37.3中心边距的计算： 5 =5+50.006+ 0.03 =5第四章 脱模机构的设计4.1 推出机构的结构形式推出机构又称脱模机构，其作用是将塑件制品及其浇注系统凝料从型芯上或者凹模内推出来。推出形式在前面斜杆导滑的斜滑块抽芯机构中以做介绍，这里不再阐述。塑件的推出由斜杆导滑的斜滑块抽芯机构在抽芯过程中完成。考虑到斜杆的强度，需要让推板、推杆固定板和浇注系统凝料推杆先行复位。由于斜杆导滑的斜滑块抽芯机构的结构形式，在此设置复位杆是不能保证先行复位的。所以设计弹簧导销先行复位机构如图 4-1。如图 4-1为了防止在推出过程中推板和浇注系统凝料推杆固定板歪斜和扭曲而折断浇注系统凝料推杆或发生运动卡滞现象，需要要推出机构中设置导向装置如图 4-2。图 4-2
