1、第一章 绪论模具圆筒件翻边、冲孔模设计1.1 模具工业是国民经济的基础工业模具是工业生产中的主要工艺装备，模具工业是基础工业。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节省能源和原材料等一系列优点。它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代工业品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。因此，模具工业对国民经济和社会的发展，将会起越来越大的作用。模具工业薄弱将严重影响工业产品造型的变化和新产品的开发。1.2 模具的重要地位模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业。模具是工业生产的基础工艺装备。
2、振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器” ，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。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，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。从以下方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电
3、路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于 0.10.3 的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业” 。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD
4、CAECAM 技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。在 1998 年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998 年 11 月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础
5、工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近 10 亿美元的模具。我国石化工业一年生产 500 多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷
6、模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。1.3 计算机技术在注射模中的应用领域塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。它需要产品设计师模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面： (1)塑料制品的设计：
7、基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。 (2)结构分析：利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。 (3)模具结构设计：根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。 (4)模具开合模运动仿真：运用 CAD 技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。 (5)注射过程数值分析：采用 CAE 方法可以模拟塑料熔
8、体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。 (6)数控加工：利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。 目前，国际上占主流地位的注射模 CAD 软件有 Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks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。1.4 模具生产的发展趋势中
9、国已加入 WTO，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，大量外资企业将进入中国，各行各业将面临重大的机遇和挑战，模具行业也不例外，同时由于国内多数模具企业在技术上和质量上与国外先进水平存在较大差距，如何在最短时间内缩小这种差距，是关系到国内多数模具企业生存的关键问题。随着我国汽车、摩托车、家电等工业的迅速发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变得越来越复杂，而这些产品的制造离不开模具，这就要求模具制造行业以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出模具。模具是面向定单式的生产方式，属于单性生产，制造过程复杂，要求交货时间短。如果利用 CAD、CAM 单元技术制造模具，制造精度低、周期长，为了
10、解决上述难题，我们将并行工程技术引入到模具制造过程中。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合
11、理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。1、发展精密、高效、长寿命模具2、发展精密、高效、数控自动化加工设备3、发展各种简易模具技术4、发展专业化生产1.5 注射成形基本过程注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。所使用的成形机称为注射机。注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体称为“溶体” ，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为 2580Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。注射成形的全过程可以分为：
12、1、塑化过程 现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。注射动作是由螺杆的推进完成的。2、充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。3、冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。即： 塑化 注射充模 固化成形加热 （理论上绝热） 散热热交换效果的优劣，觉得塑件的质量外表面质量和内在的质量。因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用
13、了计算机。4、脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。由 1 到 4 形成了一个循环。每一次循环，就完成一次成形一个乃至数十个塑件。第二章 开关盒造型设计2.1 开关盒的选料及其性能选用热塑性塑料 ABS 作为开关盒的材料。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-styrene copolymer 的缩写，中文名是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。ABS
14、 可以根据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。近年来 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，以及小轿车车身等。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：1、无定性料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。2、宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为250） 。对精度较高的塑件，模温宜取 5060，对光泽、耐热塑件，模温宜取 6080。综合性能较好，冲击强度较高，化学稳
15、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 2.12.2 开关盒注射成型工艺过程2.3 开关盒的结构分析该开关盒、镶有金属片，为了给金属片放置一个合理的位置，方面更加有利于金属片的卡紧，使工作稳定，另一方面便于内部电路连通；至此，整个开关盒的雏形已经出来了。下面确定开关盒的各项技术参数：1、尺寸大小和精度 开关盒的尺寸大小根据具体情况而顶。开关盒壁厚的厚度不宜过大或过小。如果壁厚太小，则开关盒的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。如果壁厚太大，不仅造成才量浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产
16、率，所以开关盒壁厚取 2mm。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，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料 ABS 推荐精度等级为 3、4、5 级，所以只要求开关盒与其它零件能正常装配即可，因此开关盒选用 4级精度。2、壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。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 0.5mm。3、加强肋 为了保证开关盒的强度和刚度而不使开关盒的壁厚过大，在开关盒的适当位置设置了加强肋。4、孔 严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须
17、附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，该空孔的高度不高，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。2.4 开关盒造型设计过程在设计开关盒之前，首先看看所需要设计的开关盒的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出开关盒。需要设计的开关盒的具体形状如下图所示：图 2-1 开关盒由于此零件由简单的直线和圆弧直接建模生成，具体操作过程省略。第三章 注射机的选择3.1 注射机规格注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为XS-Z-125,它的技术规格如表 3.1 所示。表 3.13.2 注射机的校核3.2.1 注射机注射量校核塑
18、件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射量。注射量以质量（g）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射量，其关系按 3-1 式校核M 件0.8M 注 公式（3-1 ）式中 M 件 塑件与浇注系统的体积（g）;M 注 注射机注射容量（g）;0.8 最大注射容量利用系数。在这个设计中，M 件= 23 cm3V 注=125cm3423+3.5 =95.50.8*125=100所以注射机注射容量完全满足要求。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 FP 锁 公式（3-2 ）式中 p 腔 模具型腔压力，一般取 4050M
19、pa；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 = 40 MpaF = 10734.2mm2P 锁 = 500 kNp 腔 F = 40 106 10734.2 10-6 = 429.368 (kN) 500(kN)所以注射机的锁模力也满足要求。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 公式（3-3 ）式中 p 成 塑件成形所需的注射压力（Mpa） ；P 注 所选注射机的额定注射压力(Mpa)。在这个设计中p 成 = 80 MpaP 注 = 122Mpa显
20、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 公式（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 =200 mmH 模 = 285 mmH 最大 = 300 mm显然，200285300所以注射机模具厚度也满足要求。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、
21、卧式注射机上使用的一般浇口模具，关系按 3-5 式校核H1 + H2 + 510mm s 公式（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 = 20 mmH2 = 28mmS = 115mmH1 + H2 + 10 = 20 + 28 +10 = 58mm58 115因此，注射机模板行程也满足要求。第四章 成型零件与浇注系统的设计4.1 成型零件设计设计中，利用 NX3.0 系统的制造组块（mfg）建立好分型面后自动创建凹、凸模来设计凹凸成型模具。1用 NX3.0 绘图系统.进入注塑模向导.
22、导入设计零件 (开关盒),然后进行下一步制作，导入所需成型零件（开关盒）三维图形。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 = 40 MpaF = 10734.2mm2P 锁 = 500 kNp 腔 F = 40 106 10734.2 10-6 = 429.368 (kN) 500(kN)所以注射机的锁模力也满足要求。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 公式（3-3 ）式中 p 成 塑件成形所需的注射压力（Mpa） ；P 注 所选注射机的额定注射压力(M
23、pa)。在这个设计中p 成 = 80 MpaP 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 公式（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 =200 mmH 模 = 285 mmH 最大 = 300 mm显然，200285300所以注射机模具厚度也满足要求。3.2.5 注射机最大开模行程校核塑
24、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、卧式注射机上使用的一般浇口模具，关系按 3-5 式校核H1 + H2 + 510mm s 公式（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 = 20 mmH2 = 28mmS = 115mmH1 + H2 + 10 = 20 + 28 +10 = 58mm58 115因此，注射机模板行程也满足要求。第四章 成型零件与浇注系统的设计4.1 成型零件设计设计中，利用 NX3.0 系统的制造组块（mfg）建立好分型面后自动创建凹
25、、凸模来设计凹凸成型模具。1用 NX3.0 绘图系统.进入注塑模向导.导入设计零件 (开关盒),然后进行下一步制作，导入所需成型零件（开关盒）三维图形。图 4-1 三维图形2定模具的坐标中心及模具的的开模方向. 如图图 4-2 三维线框图注意：在这个过程中，必须使得 PULL DIRECTION 双箭头方向（开模方向）与参照模型的 Z 轴方向一致，如果不一致，可进行调整。3毛胚的选用。图 4-3 产品与毛坯4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，并且塑件质量高。如果分型面选择不合理，模具结构变得复杂，塑件成型困难，并且塑件质量差。分型
26、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：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，应尽量只采用一个与开模方向垂直的分型面，并尽量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
27、部分设计在同一模板内。4)分型面的选择应有利于防止溢料。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末端重合。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。此外，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、平整等命令后得到分型面。分型面创建完成后，如图图 4-4 分型（图示浅绿色线条为抽取出的分型线）图 4-5 分型面位置（图示黄色
28、片体为生成的分型面）5型芯型腔的生成分型面设计好后，在经过分割体积块、抽取模具元件两道工序后，凸模和凹模都已经设计好了。分别如下图。图 4-6 型芯图 4-7 型腔6模具的布局如下图所提示。图 4-8 型腔布局7模架的选用，即模架的导入。模架的选用应根据实际情况而定。图 4-9 模具8是标准零件的选用和生成.如：拉料杆、定位圈、浇口套、推杆图 4-10 定位圈图 4-11 浇口套 拉料杆 推杆9还有非标准件的选用。如：浇口、分流道、冷却水道图 4-12 分流道、浇口图 4-13 冷却水道以上所述零件都一一导入以后，模具的整体造型即将完成，生成总体效果图如下图。图 4-14 总效果图4.2 浇注
29、系统设计注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部分组成。主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的部分到分浇道为止的一段流道。分浇道：从主浇道的末端到浇口为止的一段流道。浇口：从分流道的末端到模具型腔为止的一段狭窄的浇道。冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的末端。 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，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更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理。本设计中浇
30、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。主流道的形式见附录模具装配图 ，即 01 号图纸。主流道浇口套固定配合见图所示。图 4-15 浇口套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
31、压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的设计应尽量使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常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确定，因此，我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过程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此我们选用圆形截面的分流道，直径为 8mm。由于我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。这样设计的优点是塑料在填充过程中较均匀和平稳，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
32、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 并不要求很低，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。主浇道和分流道布置位置下如图所示，其中主流道至各浇口流动距离相等，保证了塑料在填充过程中同时到达。图 4-16 分流道4.2.3 浇口及冷料穴设计1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分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，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
33、度 Ra 值不大于 0.4um。浇口的大小对塑件是否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，流向变化最小，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）防止料流将型心或嵌件挤压变形。（7）浇口位置应尽量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。根
34、据以上一些原则，本设计采用侧浇口（如图 4-8 所示） ，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率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种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、气孔等塑件缺陷，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 2-502-60。图 4-17 分流道与浇
35、口2冷料穴 在完成一次注射循环的间隔，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以内约 1025mm 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，如果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，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔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
36、径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 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，常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。考虑到后面采用Z 形拉料秆，冷料穴选取相应形式，这种冷料穴常用于热塑性塑料注射模。冷料穴的形状和尺寸参见附录型腔工作图，即 04 号图纸。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，材料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，这个过程我们称只为铸模。铸模完成后生成的铸模零件下图所示：图 4-18 铸模零件为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况，模具
37、开模后的情况如下图：图 4-19 开模状态4.3 冷却系统设计设置冷却装置的目的，主要是防止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：（1）冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。（2）各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在 1520mm 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 812mm 。孔距最好为水孔直径的 5 倍。（3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。（5）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
38、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。冷却水孔的布置形式如图所示。图 4-20 冷却水道第五章 模具零件设计5.1 推出系统设计确定推出系统形式，是确定模架选择的基础。在此，我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用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，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：（1）推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以
39、免影响凸、凹模强度。（2）推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取 2.512mm 。对3mm 以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。（3）推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面 0.050.1mm 。推杆固定方式见模具设计与制造简明手册图 2-56。（4）塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。（5）推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰。如果无法避开侧抽芯，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 0.04mm。2推件板推出 推件板推出面积大
40、，推力均匀，模具不必设复位秆。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：（1）推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。（2）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。推件板的结构型式和尺寸见附录模具装配图，即 01 号图纸。推杆形状如图所示：图 5-1 推杆5.2 确定模架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。我们选择 A2 型。A2 型的特点如下：（1）定模和动模均由两块模板组成。（2）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。根据成型零件大小，我们选择 350400 的 A2 型模架，其具体尺寸见表 5-1。表 5-1（mm）5.3 模架各装配零件设计5.3.1 导向零件设计
