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1、东莞职业技术学院（1号华文行楷）毕业设计（小初宋体）电话机底座注塑模具设计（小二黑体）学生姓名：张秀芳学号：年级专业：2009级模具指导教师：李笑勉系部：机电工程系（左边三号黑体，右边三号楷体）广东东莞（三号黑体）提交日期：2012年5月（三号黑体）指导教师评语签 名：日 期：成绩（注：成绩评定请按优、良、中、及格、不及格五级评定）开题报告毕业设计预期目标及工作方案1、电话机底座注塑模具设计其结构包括浇注系统、导向系统、冷却系统、成型零件、脱模机构等。用Pro/E进行塑料模具设计通常应包括以下内容。(1)塑料件制品分析：包括拨模分析、厚度分布局分析、塑料浇注系统、顶出系统及冷却系分析等。(2)
2、模具成型零件设计：包括型芯、型腔、镶件这些零件通过Pro/E模具模块中的分模面分Parting Surface Split)和体积块分割(Volumet)得到。(3)浇注系统及冷却系统的设计：根据塑料件的形状和大小选择合适的浇口及冷却方式及大小。(4)模架及其零件的设计：用基础建模工具逐计出模具零件，然后用装配建模完成模架的；直接调用Mold Base Library模块中的标准和标准零件;在EMX模块中自动创建模架并标准零件。(5)干涉检验：检查模具中的冷却水道、过孔、以及顶出或者抽芯机构间是否有干涉现象，生干涉现象，立即修正。(6)模具工程图的生成：通过Pro/E绘制模具图，并生成明细表。
3、2、毕业设计构成 （1）打印文档：设计说明书一份，字数不少于5000字；（2）设计图纸：电脑绘制模具装配图A0图一张；非标准零件图A3两张。(3)电子文档：用pro/engineer等软件绘制塑件3D模型；二维CAD：总装图和零件图；三维（PRO/E）造型：塑件模型图；Word文档：设计说明书。3、工作方案（1）分析零件的成形工艺性。（2）创建塑料制件的3D模型，制品的基本参数的计算及注射机的选用，模具类型及结构的确定。（3）利用模具设计软件完成模具的模仁设计和浇注系统设计。（4）用模具设计软件进行标准模架的选择，脱模机构、冷却水道和模具成型零件的设计。（5）完成模具主要模具图的输出，绘制型腔
4、、型芯及重要零件图。目录前言1摘要41 前言5 1.1近代模具技术发展状况5 1.2中国塑料模具行业和国外先进水平差异82 塑件的工艺分析8 2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征8 2.2 分析塑件的结构工艺性12 2.3工艺性分析123 初步确定型腔数目124 注射机的选择13 4.1 塑件体积的计算13 4.2计算塑件的质量13 4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目13 4.4计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下14 4.5注射机选择145 浇注系统的设计16 5.1主流道的设计16 5.2 分型面的选择设计原则17 5.3 浇口的设计186 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件
5、的设计20 6.1型腔、型芯工艺尺寸计算20 6.2 侧抽机构设计21 6.3模架的选择237 导向机构的设计24 7.1导柱的设计24 7.2导套及导向孔的结构设计25 7.3导柱（导套）在模板上的布置26 7.4推出机构的设计268 冷却系统的设计29 8.1 冷却水回路布置的基本原则：29 8.2 确定冷却水道直径309 模具排气槽的设计30 9.1排气槽的作用与设计30 9.2结论3210 校核32 10.1注射机有关工艺参数的校核32 10.2模具厚度H与注射机闭合高度3311 参考文献3312 致谢34电话机底座注塑模具设计（小二黑体）作 者：张秀芳（五号宋体）指导老师：李笑勉（五
6、号宋体）（东莞职业技术学院2009级模具，东莞）（五号宋体）摘 要：本设计详细地阐述了注射模具的参数化设计过程，给出了注射模具设计的一般步骤。在对产品进行结构分析和工艺分析的过程中，使用了MPA来模拟充型过程、分析成型过程中的参数变化、预测充型质量和可能出现的缺陷。列出了注射机选择的主要依据，并对主要参数进行了校核。在模具的结构设计的过程中，举出了各部分设计时应参照的原则，并结合本课题进行了具体的分析。在分型面的选择问题上，本设计列出了两种方案，通过分析比较，选择了一种最佳方案。重点分析设计了调温系统，说明了调温系统对产品成型的重要性，详细计算了进、出模具的热量，最终确定散热面积、冷却水道直径
7、、冷却水道长度等工艺参数。关键词：塑料模具；设计；分型面1、 前言光阴似箭，大学的学习一晃而过，在这几年里，我获得了知识，学会了学习，也懂得了该如何利用学到的知识去为社会做贡献,而这些都是辛勤的老师教予我的。为具体地检验这四年来的学习成果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为电话机底壳的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，虽然成型难度大、模具结构较为复杂，但对我们这些初步面向社会的学生是一次很好的考验。本设计能加强我们对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼我们对塑料成型模具的设计和制造的能力。本次设计以注射电话机底座模具
8、为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法、模具总的装配等一系列模具生产的所有过程，能起到很好的实践的效果。在设计该模具的同时使我总结了过往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件等。也使我把以前学过的基础课程综合应用并融汇到本次设计当中来，可谓学以致用。在本次设计中除了使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。在这里我首先要感谢我的指导老师。指导老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段从课题的选择、论文的撰写到中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予
9、了我悉心的关怀和指导。我的设计较为复杂烦琐，但是老师仍然细心地指出并纠正图纸中的错误。我从他的身上，学习到的不仅仅是书面知识，更多的是他渊博的学术理论、严谨的治学态度、认真负责的工作态度和待人以诚的宽广胸怀，其孜孜不倦的博怀也对我以后的学习和工作产生巨大的导向作用，在此向他致以诚挚的谢意！由于理论技术和实际经验的有限，设计中的错误和不足之处希望各位老师批评指正。1.1近代模具技术发展状况模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。在现代机械制造业中，模具
10、工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。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。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。近几年市场需求的强大拉动，模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。19962002年间，中国大陆模具制造业的产值年平
11、均增长14左右，2003年则增长25左右。其中，广东、江苏、浙江和山东等模具发达地区的增长率都在25以上1。近两年，模具技术也有了很大的提高，生产的模具有些己接近或达到国际水准。在大型塑料模方面，已能生产三十四英寸大屏幕彩电塑壳模具，六千克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。在精密塑料模具方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具，还能生产厚度仅为0.08mm的1模2腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械
12、性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。在精度方面，塑料模型腔制造精度可达0.020.05mm（国外可达0.0050.01mm），分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表
13、面粗糙度值为Ra0.20.25mm，塑料模寿命已达100万次（国外可达300万次），模具制造周期仍比国外长24倍。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。热流道模具开始推广，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模具2。在制造技术方面，随着CAD/CAM技术应用的普遍和深入,大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。模具设计的软件有很多，如MasterCAM、Pro-E、UG等。模具的CAD设计、分析, 包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定
14、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。模具通过CAD设计和分析, 就可以将错误消除在设计阶段, 提高一次试模成功率。模具的计算机辅助制造(CAM)技术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面。CAM技术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。CAM技术在电脑上模仿机床的加工过程, 能直观反映加工的结果, 能直接评估加工后零件的质量, 能检查出加工的错误。在检查加工后零件的质量时, 可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切, 直接测量其尺寸和精度。因此, 它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段, 减少加工后的修补和返工, 大大提高模具的
15、制造效率和质量。我国模具产业的制造水平提升，技术含量提高，生产管理升级，将长远地依靠CAD/CAM技术的应用，所以，电器零件的注塑模设计无疑是对过往所学知识的综合运用，是通往成为现代专业模具设计人员之门的钥匙，而且通过本次设计，更能了解、熟悉模具CAD/CAM集成技术，即应用于模具制造各个环节的计算机辅助技术和实现各环节信息集成的技术。通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。模具使
16、用材料方面，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。国外先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及CADCAM技术，开发新品速度快、精度高，质量较有保证。大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点，结构形式上有微型链以及多种输送链、缆链、倍速链等，在材料上则使用了耐磨、耐热的塑料，含油粉末冶金等材料，进一步提高了链条的性能。 在加工方面，一般规格链条链板多采用高速多颗冲裁工艺，滚
17、子制造采用五工位冷挤压机加工，套筒采用高速精密且具有自动检测功能的卷管机加工；喷丸、挤孔、表面硬化处理等新工艺应用很普遍；零件热处理一般采用热处理自动生产线，热处理质量由在线检测设备检测与控制；热处理工艺有趋于向温度、炉压、炉气组分以及淬火介质等多参数综合控制，零件质量稳定可靠，技术性能较高；在装配工艺上则普遍采用组装、铆头、检测、预拉，拆节多功能自动装配线。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是
18、以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求，因此促进模具的不断向前发展。在塑料件方面，有数据显示，今后5年，中国小家电市场的年增长幅度将在8%到14%之间，需求总额将超过3500亿元4。随着人们生活水平提高，小家电产品的加速普及与换代升级必将产生惊人的市场推动力，小家电的市场发展前景非常广阔。2006年，中国小家电消费市场份额将进一步扩大，针对部分小家电质量标准不一的状况，国家将会出台更严格的小家电产品质量标准，促进了小家电品牌的优胜劣汰，强势品牌的小家电厂家成为真正的赢家。小家电的发展状况主要表现为：市场需要多样化，越来越多的厂商认识到，为了与同类产
19、品实现差异化，自己的产品必须能进一步满足消费者对质量、性能、感观、时尚性的要求5。比如时常出差的消费者与主要在浴室内使用的消费者，对电剃须刀就会有不同的要求；功能多样化，为了满足市场的需要，制造商在设计生产小家电产品的时候，都要考虑到产品功能的多样化；效益高，在设计上小家电能够根据市场的需要更快速地开发出具有消费群体所要求功能的新产品，还有小家电的生产厂家一旦发现市场销路不畅，厂商可以迅速进行调整，由于投入的成本很低，因此其可能导致的损失也大大小于研发大型电器产品。1.2中国塑料模具行业和国外先进水平差异 (1)发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来
20、看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。(2)工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。(3)大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具
21、的开发，同时也要重视产品的创新。(4)供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。(5)体制和人才问题的解决尚需时日。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。2 塑件的工艺分析2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件为壳体
22、，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度。电话机底壳的注塑材料首先选用ABS，我们必须很好多处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后，发现会给电话机底座的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。壳体内部凹陷的部位是为了插入电话机上盖时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度。同时该零件的各个起定位作用的螺钉孔，制造精度要求并不高，可简易加工。该塑件材料选用丙烯
23、腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚合产物（ABS），取它们英文名的第一个字母命名（A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯）。它是一种强度高、韧性好、综合性能优良的树脂，用途广泛，常用作工程塑料。工业上多以聚丁二烯胶乳或苯乙烯含量低的丁苯橡胶为主链，与丙烯腈、苯乙烯两种单体的混合物接枝共聚合制得。实际上它往往是含丁二烯的接枝聚合物与丙烯腈苯乙烯共聚物SAN(或称 AS)的混合物。近年来也有先用苯乙烯、丙烯腈两种单体共聚，然后再与接枝共聚的ABS树脂以不同比例混合，以制得适应不同用途的各种 ABS树脂。20世纪50年代中期已开始在美国工业化生产。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、
24、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差但ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性
25、、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。工业生产方法 可分两大类：一类是将聚丁二烯或丁苯橡胶与SAN树脂在辊筒上
26、进行机械共混，或将两种胶乳共混，再共聚；另一类是在聚丁二烯或苯乙烯含量低的丁苯胶乳中加入苯乙烯和丙烯腈单体进行乳液接枝共聚，或再与SAN树脂以不同比例混合使用。 结构、性质和应用 在ABS树脂中，橡胶颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂。用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收
27、音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米 燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点： 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,喷漆处理. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性
28、： 无定形料,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80-90度,3小时。 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS主要技术指标：表2-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K
29、-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表2-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 电气性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50852.2 分析塑件的结构工艺性 该塑件尺寸中等，整体结构较
30、简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。2.3 工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率，本设计采用直浇口。该浇口的分流道位于模具的型腔底部，浇口纵向开设在模具的型腔处，从塑料件底面进料，因而塑件外表面受损伤非常小，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 注射
31、速度：中高速度注射压力：500-1000bar 3 初步确定型腔数目根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模1件的结构，采用侧向分模。4 注射机的选择4.1 塑件体积的计算图4-1 塑件图零件塑件的体积 V=92.3cm 浇注系统的体积：V2=4.4cm塑件与浇注系统的总体积为V=92.3+4.4=96.7cm4.2计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=96.7cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm所以，塑件
32、的重量为：M=V=96.7cm1.05 g/cm=101.54g4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （4-1）得 (4-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； n-单个塑件体积或质量，cm或g；根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔。 4.4计算浇注系统的体积其初步设定方案如图4-2，图4-2 浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=4.4cm。4.5注射机选择1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机,这是注塑成型工艺技术的一大突破,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量
33、的30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%.成为塑料成型设备制造业中增长最快,产量最多的机种之一.注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注塑机基本参数：注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一
34、次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。表4-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1
35、1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到
36、慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。选用CJ325NCII 3型号注射机，其参数如下：表4-2注塑机型号 CJ325NCII 3注胶部分注射重量1020克注射容量1149立方厘米注射压力153Mpa注射行程260mm喷嘴半径10mm喷嘴孔径4mm定位环直径150mm喷嘴深入模具距离mm锁模部分锁模力3250KN锁模行程650mm开模行程1350mm模板尺寸(HXV)1020933mm导柱间距（HXV）650590mm最小容模厚度250mm最大容模厚度700mm顶出力73KN顶出行程150mm5 浇注系统的设计浇
37、注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。 5.1主流道的设计 主流道（如图5-1所示）是指：浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止的塑料熔体流动通道。 根据
38、选用的CJ325NCII 3型号注射机的相关尺寸得： 喷嘴前端孔径：d0=4.0mm； 喷嘴前端球面半径：R0=10mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系R=+(12)mmd=+（0.51）mm 取主流道球面半径：R=11mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为2-6，此处选用2，经换算得主流道大端直径为7.68mm。 图5-1 主流道示意图5.2 分型面的选择设计原则分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。（1）分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面
39、，垂直分型。（2）分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：保持塑件外观整洁。应利于排气：分型面尽量和物料流动的末端相重合。开模时塑件留在动模一侧：以利于塑件的顶出脱模。应容易保证塑件的精度要求。应力求简单适用并易于加工：对开头较复杂的分型面应选择贯通的结构形式。考虑侧向分型面与主分型面的协调。 带有侧孔或侧凸凹槽的塑件，往往把侧抽芯的部位放在动模一侧以便抽芯。 尽量选用抽芯距短的一侧抽芯。 侧抽芯的形式对侧滑块
40、所需的锁紧力影响很大。 分型面应与注射机的参数相适应。考虑脱模斜度的影响。嵌件和活动型芯应安装方便。 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。 图5-2 分型面示意图5.3 浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道，也是注塑模进料系统的最后部分。浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型。其基本作用为：1、从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。2、型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。浇口的设计与塑件的尺寸、形状，模具的结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但是根据上述基
41、本作用来说,浇口截面小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。浇口对于成形性及内部应力有较大的影响，通常依据成形品的形状来决定适当形式，可分为限制浇口与非限制浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位,通过截面尺寸的突然变化使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加,提高剪切速率,降低粘度,使其成为理想的流动状态,从而迅速均衡的充满型腔。对于多型腔模具,调节浇口的尺寸,还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的,提高塑件质量. 另外限制性浇口还起着较早固化防止型腔中的熔体倒流的作用, 加工容易，易从浇道切断成形品，可减少残留应
42、力. 又可分为侧状浇口(Side Gate)、重叠浇口(Overlap Gate)、凸片浇口(Tab Gate)、扇形浇口(Fan Gate)、膜状浇口(Film Gate)、环形浇口(Ring Gate)、盘状浇口(Disk Gate)、点状浇口(Point Gate)及潜状浇口(Submarine Gate)等。非限制性浇口是由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口，是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位,它主要是对中大型筒类,壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。浇口的种类、位置、大小、数目等，直接影响成形品的外观、变形、成形收缩率及强度，所以在设计上应考虑下列事项：根据浇口的位置选择要求，尽量缩短
43、流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。本设计采用直浇口。直接浇口：即是主流道浇口,属于非限制性浇口。 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔,因而具有流动阻力小,流动流程短及补给时间长等特点。但是也有一定的缺点如进料处有较大的残余应力而导致塑件翘曲变形,由于浇口较大去除浇口痕迹较困难,而且痕迹较大,影响美观.所以这类浇口多用于注射成型大、中型长流程深型腔筒型或翘型塑件,尤其适合于如聚碳酸脂,聚砜等高粘度塑料。另外,这种形式的浇口（如图5-3浇口示意图）只适合于单型腔模具。 图5-3 浇口示意图6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计6.1型腔、型芯工艺尺寸
44、计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 本设计选用： 0.5%型腔内径： = 796.8mm型腔深度： =33.94mm型芯外径： = 761.97mm型芯深度： =32.43mm注：式中 型腔径向尺寸（mm ）；- 塑件外形基本尺寸（mm）；-塑件平均收缩率；-塑件公差；-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）；-型芯径向尺寸（mm）；-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）；-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；图6-1 型腔（钢材选用P20，使用数控精雕及电火花加工成型，HRC50-55）图6-2 型芯（钢材选用P20，使用数控精雕及电火花加工成型，HRC50-55）6.2 侧抽机构设计6.2.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算 抽芯距的计算公式如下： 注：式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑块内径，mm。 6.2.2 斜导柱分型抽芯机构的设计斜导柱分型抽芯是应用最广的分型