電表端蓋塑料件注塑模設計-抽芯注射模含14張CAD圖,電表,塑料件,注塑,設計,注射,14,cad
PBT玻璃纖維增強復合材料水輔注塑成型的實驗研究
摘要：本報告的目的是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇復合材料水輔注塑的成型工藝。實驗在一個配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機上進行，包括一個水泵，一個壓力檢測器，一個注水裝置。實驗材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個中間有一個肋板的空心盤。實驗根據水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數以及它們的機械性能。XRD也被用來分別材料和結構參數。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。實驗發(fā)現熔體壓力,熔融溫度，及短射類型是影響水注塑行為的決定性參數。材料在模具一面比在水一面展示了較高的結晶度。氣輔成型制品也要比水輔成型制品結晶度高。另外，制品表面的玻璃纖維大部分取向與流動方向一致，而隨著離制品表面距離的增加，越來越多的垂直與流動方向。
關鍵詞：水輔注塑成型，玻璃纖維增強PBT，工藝參數，機械性能，結晶，
1．前言
依靠重量輕，成型周期短，消耗低，水輔注塑成型技術在塑料制品制造方面已經取得了突破。在水輔注塑成型中，模具行腔被部分注入聚合物熔體，而后向這些聚合物中心注入水。水輔注塑成型的原理如圖1
圖1 水輔注塑成型的原理如圖
水輔注塑成型能夠在更短的循環(huán)時間內生產出收縮小，翹曲小，表面質量好的各種薄厚的制品。水輔注塑成型工藝也可根據工具及設備的承受壓力在設計，節(jié)省材料，減輕重量，減少成本方面取得更大的自由。典型的應用有棒，管材，水路管網建設用的大型復合結構管。另一方面，盡管有很多優(yōu)勢，由于加入了額外的工藝參數，模具和工藝控制變的更加嚴峻和困難。水也可能腐蝕模具鋼，同時一些材料包括熱塑性塑料難以成型。成型后水的清除也是對這個新技術的一個挑戰(zhàn)。表1列出了水輔注塑成型技術的優(yōu)勢和局限性。
優(yōu)勢
局限性
1，成型周期短
2，成本低（水更便宜而且可方便地循環(huán)利用）
3，制品內部不產生泡沫現象。
1，水腐蝕模具
2，需要較大的注塑元件。（容易陷入聚合物熔體）
3，一些材料難以成型（尤其是非晶態(tài)熱塑性材料）
4，成型后需要清除水
表1
水輔注塑成型有優(yōu)勢超過它更有名的競爭對手，氣輔注塑成型，因為依靠水在成型過程中更好的冷卻能力，水輔注塑成型獲得了更短的成型周期。它的不可壓縮性，低成本以及易循環(huán)利用，水成為這一過程的理想媒介。既然水不會溶解和擴散到聚合物熔體中，那么經常在氣輔成型工藝出現的氣泡現象也便消除了。另外，水輔注塑成型能更好的用小剩余壁厚成型大型制件。表2是對水輔和氣輔成型工藝的一個比較。
表2水輔和氣輔成型工藝比較。
水輔
氣輔
1成型周期
2介質成本
3氣泡現象
5殘余壁厚
6表面粗糙度
7表面光澤
8指形效應
9非均勻穿透
10制品透明度
11內表面（熱塑性半晶）
12內表面（熱固性）
短
低
無
小
小
高
大
穩(wěn)定
高
平滑
粗糙
長
高
有
大
高
低
小
不穩(wěn)定
低
粗糙
平滑
隨著對密度小，強度高，價格便宜，成型周期短的優(yōu)良性能材料需求的增加，塑料工程是一個不可忽視的工藝。這些塑料包括熱塑性和熱固性塑料。一般來說，熱塑性塑料以其更高的沖擊強度，斷裂阻力，疲勞強度而更有優(yōu)勢。這使得熱塑性塑料在工程建設中廣泛使用。
PBT是廣泛使用的熱塑性工程塑料之一，它有1，4—丁烯乙2醇和DMT聚合而成。玻纖增強混合材料適用于提高原材料的機械性能。今天，短玻璃纖維增強PBT已被廣泛應用與電子，通信，汽車領域。所以，對玻璃纖維增強PBT的研究更加重要了。本文是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇水輔注塑的成型工藝，實驗在一個配備了水輔注塑統(tǒng)的80噸注塑機上進行，包括一個水泵一個壓力檢測器，一個注水裝置。實驗材料包括PBT和15%玻璃纖維填充PBT的混合物以及一個中間有一個肋板的空心盤。實驗根據水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數以及它們的機械性能。XRD也被用來分別材料和結構參數。最后,作了水輔助和氣體輔助注塑件的比較。
2．實驗步驟
2.1 材料
實驗材料包括PBT（牌號1111FB，南亞塑料，臺灣）和15%玻璃纖維填充PBT的混合物（牌號1210G3，南亞塑料，臺灣）。表3列出了此混合材料的特征。
表3 纖維增強PBT復合材料特征
性質
ASTM
PBT
15%G.F.PBT
屈服應力(kg/cm2)
彎曲應力(kg/cm2)
硬度
熱變形溫度（℃）
MFI
沖擊強度
熔點（℃）
D-638
D-570
D-785
D-648
D-1238
D-256
DSC
600
900
119
60
40
5
224
1000
1500
120
200
25
5
224
2.2 水輔注塑元件
一個實驗室注水元件，包括一個水泵，一個壓力檢測器，一個注水閥，一個配備了溫度調節(jié)裝置的水箱，以及一個控制電路。這個孔板型注水閥每邊有兩個孔，用來成型制件。實驗過程中，注水閥的控制電路收到由注塑機產生的信號實現對時間和注水壓力的控制。在注入模具行腔之前，水在有溫控裝置的水箱里加熱30分鐘。
2.3注塑機和模具
水輔注塑成型實驗在一個最高注塑速率109cm3/s的80噸注塑機上進行。研究使用了一個中間有一個肋板的空心盤。圖2顯示了這個行腔的尺寸。模具溫度由一個水循環(huán)模溫控制元件調節(jié)。實驗根據水注入制品的長度的影響測得了各種工藝參數，包括熔體溫度，模具溫度，熔體充模壓力，水溫和水壓，注水延遲時間和保持時間，以及熔體短射類型。表4列出這些工藝參數及在實驗中的數值。
A
B
C
D
E
F
熔體壓力
熔體溫度
短射類型
水 壓
水 溫
模具溫度
140
126
114
98
84
280
275
270
265
260
76
77
78
80
81
8
9
10
11
12
80
75
70
65
60
80
75
70
65
60
表 4
2.4氣輔注塑元件
為了對水輔和氣輔注塑成型制件進行比較，氣輔注塑成型實驗使用了一個商用氣輔注塑成型元件，其具體配置可參考RCFS。氣輔注塑成型工藝控制和水輔注塑成型一樣，除了氣體溫度設置為25外。
圖2 模具行腔的尺寸和外形
2.5 XRD
為了分析水輔注塑成型制品的晶體結構，實驗使用了具有二維探測分析傳輸模式的廣角X射線衍射儀。更特別的是實驗對水輔注塑成型制品模具一邊和水一邊的樣品在7到40的范圍內進行測量。分析所用的樣品來自制品中心。為了獲得XRD樣品要求的厚度，多余的部分在一個旋轉輪上打磨掉。首先用濕的碳硅紗布，而后用粒度300的，再用粒度600和1200的，以獲得更好的表面質量。
2.6機械性能
拉伸強度和彎曲強度測試在一個拉力測試機上進行。實驗對水輔注塑成型制件樣本進行拉力測試以評估水溫對拉伸性能的影響。樣本的尺寸為30mm*10mm*1mm.
水輔注塑成型制件的彎曲實驗也在室溫下進行。彎曲樣本的尺寸為20mm*10mm*1mm。
3 結論
本報告的目的是通過實驗研究聚對苯二甲酸丁二醇復合材料水輔注塑的成型工藝?；诋斍皩嶒灴傻贸鲆韵陆Y論
1. 水輔注塑成型制品在水道的過度區(qū)域出現了指形效應。并且，玻璃纖維增強復合材料的指形效應比不增強的更嚴重
2. 研究的實驗結果顯示PBT復合材料的水穿透長度隨著水溫和水壓的增加而增加。隨著熔體充模壓力，熔體溫度，模具溫度，短射量的增加而降低。，
3. 制品的翹曲隨著水穿透的程度而降低了。
4. 注塑制品的結晶度隨著水溫的升高而提高。水輔成型制品的結晶度比氣輔的要低。
5. 模具一邊的制品表面的玻璃纖維取向大部分與流動方向一致，而隨著離這一表面距離的增加，纖維取向逐漸的垂直與流動方向。
6
XXXX
設計開題報告
課 題 名 稱： 電表端蓋塑料件注塑模設計
學 生 姓 名： XXXXX
指 導 教 師： XXXX
所 在 學 院： XXX
專 業(yè) 名 稱： XXX
（XXX）
20XXX年 月 日
開題報告
學生姓名
學 號
專 業(yè)
指導教師
姓名
職 稱
講師
所在系部
課題來源
自擬課題
課題性質
工程技術研究
課題名稱
電表端蓋塑料件注塑模設計
畢業(yè)設計的內容和意義?
1． 主要內容：
（1）編寫模具技術要求、模具材料的確定；
（2）使用UG軟件進行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D總裝圖和若干零件圖的繪制。掌握塑件成型工藝性分析，注塑機的選擇，注塑模具分型面的選取，模腔數目及排列、澆注系統(tǒng)、模架與成型零件、抽芯機構、推出機構和復位機構、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計。
（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成與模具相關資料的外文翻譯。
（4）掌握模具鋼的使用情況，了解企業(yè)的模具設計流程和制造情況。掌握新軟件使用和模具加工的新工藝。
（5）利用模具分析進行熔體模擬流動分析，優(yōu)化模具設計結構。
2．畢業(yè)設計的意義：
畢業(yè)設計是在教師的指導下，運用已學的知識、獨立進行科學研究活動，學會分析和解決學術問題的方法，鍛煉解決某一學術問題的能力。是對我們的知識能力進行一次全面的考核，同時也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后工作打下良好的基礎。
進行畢業(yè)設計是對我們進行最后一次知識的全面檢驗，是對我們基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試，這是進行畢業(yè)設計的第一個目的。我們在學習期間，已經按照學校的規(guī)定，學完了公共課、基礎課、專業(yè)課以及選修課等，每門課程也都經過了考試或考查。學習期間的這種考核是單科進行，主要是考查我們對本門學科所學知識的記憶程度和理解程度。但畢業(yè)設計則不同，它不是單一地對我們進行某一學科已學知識的考核，而是著重考查我們運用所學知識對某一問題進行探討和研究的能力，是培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識、基本技能，研究和解決問題的能力。是讓我們對四年所學知識和技能進行系統(tǒng)化、綜合化運用、總結和深化的過程。通過這個過程，鍛煉了我們的思維能力、動手能力，并加深了我們掌握知識的深度理解。
文獻綜述
塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，掌握塑料產品的生產過程對提高產品質量有很大意義[1]。在機械制造業(yè)中，隨著全球市場競爭的日益激烈，各企業(yè)都力求以最好質量、最低成本、最快速度將產品推向市場，計算機模擬技術得以充分用用。在傳統(tǒng)模具設計制造過程中，模具制造完畢后要進行多次試模、修模。反復的修模會造成模具內部品質的變化，導致整副模具.性能降低，從而使最終塑料制品質量不能達到標準。而使用計算機輔助技術不僅可提高一次性試模的成功率，而且還可以使模具在質量、性能及成本上都有很大程度的提高[2]。通過本次設計掌握先進軟件技術，用專業(yè)分析軟件moldflow和軟件EMX4.1來縮短設計周期，提高一次性試模的成功率。本設計還通過電熱毯開關的注塑模具設計，了解注塑模具制造特點和新興注射成型技術對模具制造的新要求，分析注塑模具制造技術中的幾個關鍵問題。
模具具有明顯的效益擴大作用，用模具生產出來的最終產品價值，往往是模具自身價值的幾十倍，幾百倍，甚至更多。用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性，高生產率和代消耗，是其他加工方法所不能比擬的。注塑模具的發(fā)展日新月異，掌握注塑模具設計及其專業(yè)分析軟件，對未來的注塑模具設計市場有著不可估量的意義，對個人今后的事業(yè)有著不同尋常的意義。世界工業(yè)經濟和科學技術的發(fā)展，帶動了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。在現代工業(yè)生產中，模具是最重要的工藝裝備之一[3]。采用模具進行生產能提高生產效率，節(jié)約原材料，降低成本，并保證一定的加工質量要求。模具已經成為現代工業(yè)生產的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，模具生產水平的高低已經成為一個國家制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力[4]。模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產品也都是采用模具成型[5]。
文獻綜述
國外從6O年代初就開始了模具CAD／CAM的應用研究工作，到7O年代已研制了模具CAD／CAM的專門系統(tǒng)，可應用于各種類型的模具設計和制造，并取得了顯著效果，受到世界各國的普遍重視。目前國際上注塑模CAD／CAM的發(fā)展趨勢是：(1)進一步完善注塑工藝過程的模擬程序，特別是流動模擬和冷卻分析程序。已問世的商品化軟件，無是Mo]dFlow、C—Flow，還是Polycool、Blycoo12等，在使用中都有一些問題，有時甚至于在此出現明顯的話誤。因此，如何建立更為符合實際、又能迅速求解的三維非牛頓流體、非等溫流動過程數學模型和三維非穩(wěn)態(tài)冷卻過程數學模型，仍是國際上致力研究和急待解決的問題。(2)注塑模CAD／CAM的一體化工作，為了向用戶提供更實用、更方便的注塑模C&D／CAM軟件，國外許多計算機公司正在開發(fā)集成化程序更高的注塑模CAD／CAM系統(tǒng)。(3)建立專家系統(tǒng)，改善注塑模設計質量、提高注塑制品的生產效率。目前，國外已出現了一些注塑棋的專家系統(tǒng)，能夠幫助用戶分析注塑制品的缺陷，選擇注塑模具的最佳分型面，對模具零件的結構進行優(yōu)化等。
由于硬件資源的影響，我國模具CAD／CAM的研究工作起步較晚。但是現在我國在逐漸成熟CAD/CAM技術支持下進行二次開發(fā)，能通過計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優(yōu)化，能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，國內的各大高校及研究機構也對SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer、UniGraphics等熟悉的軟件進行開發(fā)探索，例如山東大學材料液態(tài)結構及其遺傳性教育部重點實驗室的李成棟、田學雷、王培風等開發(fā)的鑄件材料庫管理系統(tǒng)、以及哈爾濱工業(yè)大學、江南大學和上海交通大學等高校也開始了對Pro/E的開發(fā)，但他們的開發(fā)也只是面對某中具體零件的開發(fā)，很少涉及到與其它軟件的接合開發(fā)，這樣就限制了Pro/E的開發(fā)空間，使得開發(fā)結果不夠理想。研究軟件間的開發(fā)接口，實現軟件資源共享，可以權衡利弊，優(yōu)勢互補，開發(fā)后的軟件更加實用、方便快捷。
國內CAD/CAM技術發(fā)展使得下一個世紀多品種、少批量生產方式占工業(yè)生產的比例將達75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產周期越快越好。因此，開發(fā)快速經濟具簡單易操作的模具設計應用程序將越來越引起人們的重視且具有很大的商業(yè)價值。
通過編寫語言程序來對Pro/E系統(tǒng)進行二次開發(fā)，研制出適合各模具企業(yè)設計生產要求的CAD系統(tǒng)，可以節(jié)省模具的設計時間，提高模具制造的效率，使用模具CAD系統(tǒng)，可以節(jié)省技術也會越來越成熟，必將對我國的模具行業(yè)的發(fā)展起到重要作用。
參考文獻
參考文獻
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1．設計、研究思路：
本畢業(yè)設計分以下步驟進行；
(a)認真跟老師溝通，了解所要設計的產品；
(b)了解設計的大概思路；
(c)查閱大量資料，確定設計方案；
(d)跟老師溝通，看有無出錯；
(e)熟悉各類軟件，如AutoCAD，PRO/E，MOLDFLOW 等;
(f)完成畢業(yè)設計的一系列任務；
2.課題研究的主要內容
如圖所示為該塑料件的結構，我們可以看出該制件可以簡化為一殼體，在設計過程中應該從產品的結構特點和模具的制造加工工藝出發(fā)盡量簡化模具的結構。分型面選取為該制件的最底面位置，澆口選擇為側澆口，頂出方式選擇多根頂桿推出結構，最后采取一模2腔的結構平衡布置型腔。
3．解決的關鍵問題
本塑件外表面有一個側凹槽，一個側孔，棱角應該為圓弧過渡。設計過程中需要解決的主要問題有：
1）選擇分型面。
2）確定模具結構。
3）確定型腔的數目。
4）型腔的布置。
5）側孔的成型，確定抽芯機構的類型。
6）確定澆注系統(tǒng)類型。
7）選擇注射機類型、大小等。
8）確定脫模方式，選擇推出機構的類型。
9）確定開模方向。
10）塑料充模的流動分析，預期成型時可能出現的缺陷。
11）選擇模架，計算模板的大小。
12）注射機技術參數、模板強度等校核。
這些問題都是設計該模具的關鍵問題，在設計過程中，本人將通過查閱有關文獻資料來解決。
4．預期成果
（1）該塑料件模具技術要求一份、訂料表文件一份；
（2）開題報告一份、外文翻譯資料一份；
（3）3D開模圖一份；
（4）2D裝配圖一份和零件圖若干份（不少于3張A0圖紙）；
（5）畢業(yè)論文一份；
（6）熔體模擬流動分析，優(yōu)化模具設計結構報告；
研究計劃
1．第 1～2 周 查閱技術文獻資料，了解課題相關領域的最新發(fā)展動態(tài)，翻譯外文相關技術資料2000字以上；
2．第 3 周 編寫開題報告；
3．第 4～5 周 熟悉對Pro/E、cad的實際操作和有關功能，完成標準零件的造型及關系式的建立；
4．第 6～8 周 建立標準零件庫、材料庫，完成模具方案的分析；
5．第 9～10 周 進行成型零部件的造型，并進行總體裝配，繪制模具裝備圖出圖，繪制模具所有非標準零件圖；
6．第 11 周 整理文檔，編寫畢業(yè)論文；
7．第 12 周 論文答辯。
特色與創(chuàng)新
在本次畢業(yè)設計，本人將全部應用CAD/CAE/CAM技術來設計與制造模具。在模具設計方面，應用PRO/E軟件對模具型芯和型腔進行3D分模，并完成三維模具總裝圖；使用MOLDFLOW軟件對注射成型過程進行了3D數值模擬，從而優(yōu)化了模具結構。由于學習該軟件需要一定的塑件成型實踐知識，在使用上要多查閱這方面的資料。
指導教師
意 見
指導教師簽名：
2015年 月 日
教研室意見
主任簽名：
2015 年 月 日
學院（系部）意見
教學院長（主任）簽名：
2015年 月 日
6
課題名稱課題名稱:電表端蓋塑料件注塑模設計設設 計計 者者：XXX指指導導老老師師：XXX主要內容：主要內容：一、畢業(yè)設計課題的概述二、塑件的工藝性分析三、模具結構設計四、總結一、課題概述一、課題概述本課題的題目是：本課題的題目是：電表端蓋塑料件注塑模設計電表端蓋塑料件注塑模設計模具設計過程：模具設計過程：繪制塑件三維模型分析塑件結構繪制二維零件圖設計凸、凹模結構添加模架二、塑件的工藝性分析二、塑件的工藝性分析塑件的幾何特征：l塑件材料為ABSl密度為1.02-1.08g/cm3 經UG三維造型分析得到：l塑件的體積為1.4.6cm3 l質量約為15.768gl塑件在分型面上的投影面積為1885mm2塑件的工藝分析：塑件的工藝分析：（1）.該塑件尺寸不大，一般精度等級，為降低成型費用，采用一模2件的結構來提高生產率。塑件的壁厚為4mm，對制品不進行后加工。（2）.為滿足制品高光亮的要求與提高成型效率，采用側澆口。（3）.為了方便加工和熱處理，型芯部分采用組合式結構。（4）.制件含有側孔，我們需要設計側抽芯機構來完成側孔的橫向抽芯moldflow分析-網格劃分對塑件的劃分采用表面網格，表面網模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網格創(chuàng)建在模型的上下表面，對于一般的薄壁塑件，都采用表面網格進行劃分。而該制件采用表面網格進行劃分。moldflow分析-型腔布局Moldflow軟件提供了型腔復制向導來進行型腔的布置設計，我們也可以利用移動鏡像功能來設計型腔布置：moldflow分析-創(chuàng)建流道Moldflow軟件提供了流道設計向導，可以根據模型自動設計流道，但是在本例中，我們使用手工方式設計流道，手工設計的優(yōu)點就是可以根據自己的需求設計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。分流道的形狀及尺寸，應根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速率、分流道長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復雜，熔料填充型腔比較容易。moldflow分析-模擬結果分析對于塑料注射成型來說,最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。moldflow分析-模擬結果分析MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等 moldflow分析-模擬結果分析moldflow分析-模擬結果分析根據塑件的體積及尺寸，確定模具為一模2件，并根據注塑機的注塑量選定注塑機型號為XS-ZY125 三、模具的結構設計 通過通過UGUG軟件，由塑件的三維模型作出凸模和凹模的模型，軟件，由塑件的三維模型作出凸模和凹模的模型，選定標準模架，并設計分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及排選定標準模架，并設計分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)等模具結構，完成模具的整體結構設計。氣系統(tǒng)等模具結構，完成模具的整體結構設計。凸模結構：凸模結構：凹模結構：凹模結構：冷卻系統(tǒng)設計：冷卻系統(tǒng)設計：模具總體結構模具總體結構3d：四、設計總結四、設計總結 塑料模具設計重點在于通過對塑件結構的分析，完成計算機三維造型，從而完成模具主要部件的結構設計，調出模架，組成裝配體，最終導出裝配圖及各零件的工程圖。歡迎各位老師指點謝謝！
南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）
XXX
設計說明書(論文)
作 者： XX 學 號：
學院（系、部）： XXXX
專 業(yè)： XXXXXXXX
題 目： 電表端蓋塑料件注塑模設計
指導者： XXX
評閱者： XXX
20XX 年 4 月
摘 要
注射成形是把塑料原料放入料筒中經過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本次的畢業(yè)設計是塑料盒蓋的注塑模的設計，依據產品的數量和塑料的工藝性能確定了以1次分型面注塑模的方式進行設計。模具的型腔采用一模2腔直線排列，澆注系統(tǒng)采用側澆口成形，推出形式為推桿推出機構完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設計中也進行了設計。本次的設計中參考了大量的文獻，還在互聯網上查找資料，設計過程比較完整。
關鍵詞 ：1次分型面注射模具；側澆口；推桿；側抽芯。
I
Abstract
Injection?molding?is?the?plastic?material?into?the?barrel?through?the?heating?and?melting,?make?it?become?the?high?viscosity?fluid,?used?as?a?plunger?or?screw?compression?tools,?cavity?melt?through?the?nozzle?with?high?pressure?injection?mold,?after?cooling,?solidification?stage,?and?then?ejected?from?the?mould,?a?plastic?products.?The?graduation?design?is?the?design?of?the?injection?mould?for?the?plastic?box,?plastic?product?quantity?and?process?performance?determined?the?design?with?1?sub?type?surface?injection?mold?way.?The?cavity?of?the?mold?using?a?2?cavity?is?arranged?in?a?straight?line,?pouring?system?uses?some?gate?forming,?roll?out?in?the?form?of?for?push?board?launched?institutions?to?complete?the?introduction?of?plastic?parts.?Because?the?plastic?parts?of?the?process?performance?requirements?of?injection?mold?cooling?system,?and?therefore?in?the?mold?design?to?design.?The?design?of?the?reference?of?a?large?number?of?literature,?is?still?on?the?Internet?to?find?information,?the?design?process?is?complete.
Keywords:1?single?injection?mold?parting?surface;?the?side?gate;?push?rod;?side core pulling.
II
目 錄
摘 要 I
前言 1
第一章 塑料制件的分析 3
1.1 成型塑料件的工藝性分析 3
1.2 成型塑件的材料分析 4
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標： 5
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數: 5
第二章 Molidflow分析過程 7
2.1產品網格劃分 7
2.2 型腔的布置和設計 7
2.3 澆注系統(tǒng)的設計 8
2.4注塑工藝參數的設定 9
2.5 模擬結果分析 10
第三章 注塑設備的選擇 12
3.1估算塑件體積質量 12
3.2 注塑機的選擇 12
第四章 成型零件有關尺寸的計算 15
第五章 澆注系統(tǒng)的設計 21
5.1澆口套的選用 21
5.2冷料井的設計 22
5.3分流道的設計 22
5.4分流道的布置 23
5.5澆口設計 24
第六章 合模導向機構的設計 26
6.1導柱的設計 26
6.2 導套的設計 27
第七章 脫模結構的設計 29
第八章 側向分型和抽芯機構的設計 30
8.1抽拔距的計算 30
8.2斜導柱的尺寸與安裝形式 30
8.3 鎖緊楔形式 31
8.4 斜導柱的受力分析及強度計算 31
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 33
9.1排氣系統(tǒng) 33
9.2溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 33
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表 35
第十一章 注射機的校核 37
11.1 注射量的校核 37
11.2 鎖模力的校核 37
11.3注射機安裝模具部分的尺寸校核 37
第十二章 模具的安裝試模 39
12.1試模前的準備 39
12.2模具的安裝及調試 39
12.3 試模 40
12.4檢驗 40
結束語 41
致謝 42
參考文獻 43
IV
前言
模具是工業(yè)生產的重要裝備，是國民經濟的基礎設備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。
模具是制造業(yè)的重要基礎裝備，是工業(yè)化國家實現產品批量生產和新產品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產制品所表現出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。
1.塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位
塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。
注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產的工藝。雖然在設備上投入較大，但是可以生產制品的數量非常大，實屬一種經濟快捷的生產方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。
2.模具在我國的發(fā)展歷程
過去在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛，質量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經不能滿足人們對物質的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機、汽車等產品都要依靠模具。在塑料制品的生產中，高質量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質的模具材料和現代化的成形設備等都是成形優(yōu)質塑件的重要條件。
我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術裝備還比較落后，勞動生產率也較低；模具生產專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高；模具產品主要還是以中低檔為主，技術含量較低，高中檔模具多數要依靠進口，產品結構調整的任務很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢?，我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠。
3.前景展望
我國進入實施國民經濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關于把我國建設成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調整結構，開拓市場，苦練內功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，為實現把我國建設成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。
43
第一章 塑料制件的分析
1.1 成型塑料件的工藝性分析
通過對塑件外部造型、工藝結構的設計、對塑件進行計算仿真和生產驗證，也通過對分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖:
圖1.1 塑件圖
從塑件厚來看，總的來講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。
脫模斜度分析 當塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復雜時，塑件的多個面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設脫模斜度。
一般來說，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結構復雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認真設計脫模斜度。
斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，須在塑件內外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。
脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。
塑件脫模斜度的選取應遵循以下原則：
1、塑料的收縮率大，壁厚，斜度應取偏大值，反之取偏小值。
2、塑件結構比較復雜，脫模阻力就比較大，應選用較大的脫模斜度。
3、當塑件高度不大（一般小于2mm）時，可以不設斜度；對型芯長或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。
4、一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內表面的小些，有時也根據塑件的預留位置（留于凹模或凸模上）來確定制件內外表面的斜度。
5、熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應取小一些。
6、一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設計中采用30′的脫模斜度。
表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應隨時給以拋光復原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關。一般，型腔表面粗糙度要求達到0.2~0.4mm。
1.2 成型塑件的材料分析
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標：
使用注射成形塑料制品時，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使制品易產生熔接痕，所以模具設計時應注意盡量減少系統(tǒng)對料流的阻力。易吸水，成形加工前應進行干燥處理。在正常的成形條件下，制品的尺寸穩(wěn)定性較好。
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14
收縮率 % 0.3~0.8
熔 點 ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強度 Mpa 80
拉伸強度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強度 Mpa 18~39
缺口沖擊強度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數 Ω/cm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數:
注塑機類型：螺桿式
噴嘴形式： 通用式
料筒一區(qū) 150——170
料筒二區(qū) 180——190
料筒三區(qū) 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時間 2——5
保壓時間 5——10
冷卻時間 5——15
周期 15——30
后處理 紅外線烘箱
溫度 （70）
時間 （0.3——1）
第二章 Molidflow分析過程
2.1產品網格劃分
對塑件的劃分采用表面網格，表面網模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網格創(chuàng)建在模型的上下表面，對于一般的薄壁塑件，都采用表面網格進行劃分。而該制件采用表面網格進行劃分。
圖2.1網格劃分
2.2 型腔的布置和設計
Moldflow軟件提供了型腔復制向導來進行型腔的布置設計，我們也可以利用移動鏡像功能來設計型腔布置：
圖2.2 型腔分布
2.3 澆注系統(tǒng)的設計
Moldflow軟件提供了流道設計向導，可以根據模型自動設計流道，但是在本例中，我們使用手工方式設計流道，手工設計的優(yōu)點就是可以根據自己的需求設計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。流道設計見下圖
圖2.3 流道創(chuàng)建
2.4注塑工藝參數的設定
1、模具溫度。模具表面溫度為80℃
2、熔體溫度。熔料溫度，選擇溫度為260℃。
3、本例模擬采用“自動控制方式”進行。
4、速度/壓力切換。速度和壓力控制轉換點的設置，在充填階段，首先對注塑機的螺桿進行速度控制，等充填到某個狀態(tài)時，將速度控制方式轉變?yōu)閴毫刂?。本例采用“充填體積%”來設置速度/壓力切換點，當充填體積達到99%的時候進行速度與壓力的切換。
5、保壓控制。保壓及冷卻過程中的壓力控制。包括保壓壓力與充填時間。液壓壓力與時間、最大機器壓力百分比、充填壓力百分比與時間。本例采用充填壓力百分比與時間的關系進行控制，保壓壓力為充填壓力的80%，保壓時間選擇10s。
6、開模時間。是指頂出產品時模具打開的時間。本文設置開模時間為5s。
2.5 模擬結果分析
對于塑料注射成型來說,最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷,如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等,都與樹脂在模具中的流動方式有關。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產生的原因并加以改進工藝參數。
圖2.5充填時間
圖2.6模具總體溫度
圖2.7氣穴位置
圖2.8熔接痕
圖2.9所有因素引發(fā)的變形
第三章 注塑設備的選擇
3.1估算塑件體積質量
建模，三維零件設計
利用UG軟件。進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行測量
圖3.1體積說明
V=14636mm3
3.2 注塑機的選擇
注射機的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結構型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產臥式注射機已經標準化和系列化。這三類不同結構形式的注射成型機各特點如下：
立式注射機的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）
安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機械手取產品后，也可以實現全自動操作，此類注射機注射量一般均在60克以下。
臥式注射機是目前使用最廣、產量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設，并且多數在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點是機體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現全自動操作，機床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機均采用這種形式。缺點是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機床占地面積較大。
直角式注射機的柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，主要優(yōu)點是結構簡單，便于自制適于單件生產者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲杠的轉動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。
根據實際情況，注塑機的實際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
V s ≦a V1
式中：V1——理論注塑容量，cm3 ;
VS——實際注塑容量，g ;
a——注塑系數，一般取值為0.8。
經計算可得 實際注塑量V=2×1.2×14636mm3≈35126mm3
根據以上計算《模具設計與制造簡明手冊》表2-40選擇注射機XS-ZY-125螺桿式注射機，其參數如下：
額定注射量：125
螺桿直徑：42mm
注射壓力：150Mpa
鎖模力：900KN
模板行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：450×420mm
拉桿空間：260×290mm
定位孔直徑：100mm
合模方式：液壓—機械
第四章 成型零件有關尺寸的計算
該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得的收縮率為0.3%~0.8 %,故平均收縮率為 0.5%。
表4.1公差數值表[5.9-11]
基本尺寸
精 度 等 級
公 差 數 值
0.04
0.06
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.12
-
-
-
-
-
精度等級表,
表4.2精度尺寸的選用[2-3、5]
類別
塑件種類
建議采用的精度等級
高精度
一般精度
低精度
根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為級精度選取。
此產品采用4級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級，綜合參考，相關計算具體如下：
型腔凹模徑向尺寸計算：
（相關公式參見《塑料制品成型及模具設計》第79-80頁）
圖4.1 型腔
(一)、型腔徑向尺寸的計算：
LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz 式（4-1）
LＭ————凹模徑向尺寸（mm）
LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）
Scp————塑料的平均收縮率（％）
Δ—————塑件公差值（mm）
δz ————凹模制造公差（mm）
由：LS1=60 mm Ls2=107.8 mm
又查表知4級精度時塑件公差值
Δ1= 0.32mm Δ2= 0.5 mm
實踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。
由于： δz= 1/4Δ
得： δz1=1/4×0.22=0.08 mm δz2=1/4×0.30=0.125 mm
則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×60-3/4×0.32]+0.08
=60.06+0.08 mm
LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×107.8-3/4×0.5]+0.125
=107.964+0.125 mm
(二)、型腔深度尺寸的計算：
凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法：
HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz 式（4-2）
HＭ————凹模深度尺寸（mm）
δz————凹模深度制造公差（mm）
其余符號同上
由：HS1=8.7 mm HS1=11.1 mm
取4級精度時Δ1=0.16 mm Δ1=0.18 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.045 mm
則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×8.7-2/3×0.16]+0.04
=8.637 +0.04 mm
HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×11.1-2/3×0.18]+0.045
=11.035 +0.045 mm
圖4.2 型芯
(一) 型芯徑向尺寸的計算
運用平均收縮率法：
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz 式（4-3）
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號同上
由：LS1=56.9mm LS2=58.4mm LS2=104.6mm
取4級精度時Δ1=0.32 mm Δ2=0.32 mm Δ2=0.5 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.08 mm δz2= 0.08 mm δz2= 0.125 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×56.9+3/4×0.32]–0.08
=57.424–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×58.4+3/4×0.32]–0.08
=58.932–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×104.6+3/4×0.5]–0.125
=105.498–0.125mm
(二) 型芯高度尺寸的計算
運用平均收縮率法：
HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz 式（4-4）
HＭ————型芯高度尺寸（mm）
δz————型芯高度制造公差（mm）
其余符號同上
由：HＳ1=6.7 mm HＳ1=7.6 mm
取4級精度時 Δ1=0.16 mm Δ1=0.16 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.04 mm
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×6.7+2/3×0.16]–0.04
=6.839–0.04 mm
HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×7.6+2/3×0.16]–0.04
=7.744–0.04 mm
第五章 澆注系統(tǒng)的設計
澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內外在質量優(yōu)良的塑件制件。
澆注系統(tǒng)的設計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設計應該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質量。確保均勻進料。
5.1澆口套的選用
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。
主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，對材料要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口與定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，澆口套屬于標準件，在選夠澆口套時應注意：澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示：
圖5.1 澆口套
5.2冷料井的設計
根據實際,采用底部帶有拉料桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上，具體結構如圖。
圖5.2 冷料井
5.3分流道的設計
分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設計采取圓形截面。截面直徑d=6mm
圖5.3 分流道截面
5.4分流道的布置
1、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應圓弧過度。
2、分流道較常時，在分流道的末端應開設冷料井。
3、分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
4、分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。
在單腔模中，常不設分流道，而在多腔模中，一般都設置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點出發(fā)，分流道應短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長模塑的周期。而該設計中使用了圓形斷面形狀的分流道。截面直徑為6mm。
5.5澆口設計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關鍵的部位，也是最薄點。其形狀、大小及位置應根據塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術要求等進行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。
設計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設，對成型性能及成型質量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構工藝及特征，成型質量和技術要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：
1、盡量縮短流動距離。
2、口應開設在塑件的壁厚。
3、必須盡量減少或避免產生熔接痕。
4、應有利于型腔中氣體的排除。
5、考慮分子定向的影響。
6、避免產生噴射和蠕動。
7、不在承受彎曲沖擊載荷的部位設置澆口。
8、澆口位置的選擇應注意塑件的外觀質量。
澆口的形狀和尺寸對制品質量影響很大，澆口在多情況下，系整個流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。澆口臺階長1～1.5㎜左右．雖然澆口長度比分流道的長度短的多，但因為其斷面積甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時，更應注意其尺寸的準確性。
然而，根據塑件的樣品圖、生產的批量等，采用一模2腔結構。澆口采用側澆口 具體尺寸見總裝圖。
第六章 合模導向機構的設計
導向機構主要包括導柱、導套，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導向零件應合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導柱。在此設計中采用了4根導柱。
6.1導柱的設計
在對導柱結構設計時，必須考慮以下要求：
1長度 導柱的長度必須比凸模端面要高出一些。以免導柱未導正方向而凸模先進入型腔與其相碰而損壞。在這里我設計的是把導柱裝在定模那邊。
2形狀 導柱的端部做成錐形或球形的先導部分，使導柱能順利進入導柱孔。
3材料 導柱應具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內芯，因此，多采用低碳鋼經滲碳淬火處理。或碳素工具鋼（T8、T10）經淬火處理硬度HRC50-55。
4配合精度 導柱裝入模板多用七級精度過渡配合。
5光潔度 配合部分光潔度要求7級，此外，導柱的選擇還應跟椐模架來確定。
加工個導柱、導套孔時，應將定模板、推件板、動模板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。導柱導套的具體結構見圖。
圖6-1 導柱
6.2 導套的設計
（1）分類
導套有直導套和帶頭導套，直導套結構簡單，加工方便，用于簡單模具或導套后面沒有墊板的場合；帶頭導套結構較復雜，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與導柱的固定孔同時加工。也可以直接在模板上開設導向孔，而不用獨立的導套，這種形式的孔加工簡單，適用于生產批量小，精度要求不高的模具。在設計中兩種導套都有用到。
（2）形狀
為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前端倒圓角，導柱孔最好打通，否則導柱進入未打通的導柱孔時，孔內空氣無法逸出而產生壓力，給導柱的進入造成阻力。
（3）長度
導套的長度應根據模板的厚度確定，其長度一般比板厚少2-3mm
（4）材料
可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導柱或導套拉毛。導套的選擇應根據模板的厚度來確定，材料為T8A, 硬到HRC50～55,或采用20 鋼滲碳0.5～0.8厚，淬硬到HRC56～60。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。
（5）導套的選擇
導套的選擇應根據模板的厚度和以上各個因素來確定，本設計在脫澆道板、定模板和動模板以及頂針板上各設置一套導套，典型的導套可分為直導套合帶頭導套，直導套結構簡單，加工方便，用于簡單模具或導套后面沒有墊板的場合，帶頭導套結構較復雜，用于精度較高的場合，由于導套配合導柱使用其具體結構與布局如圖所示：
圖6-2導套
第七章 脫模結構的設計
在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設計中，為了使符合脫模機構的要求：
1、使塑件留于動模；
2、塑件不變形損壞
這是脫模機構應當達到的基本要求。要做到這一點首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。
3、良好的塑件外觀
頂出塑件的位置應盡量設在塑件內部，以免損壞塑件的外觀。
4、結構可靠
因此，根據裝配圖，其模具結構的脫模機構主要推桿和推管將產品推出模外，還有在設計主型芯時也會有一定的撥模作斜度1°～2°。推桿和推管的設計如圖所示：
圖7.1推桿和推管
第八章 側向分型和抽芯機構的設計
當塑件上具有與開模方向不同的內外側孔時，塑件不能直接脫模，必須將成型側孔的零件做成可動的，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的設計完全符合以上要求，因此，也采用了側向分型抽芯機構。又，該塑制品是大批量的生產，故也使用了機動側向分型抽芯。
8.1抽拔距的計算
因為抽拔距等于側孔深加2～3mm的安全系數，而當結構比較特殊時，如成型圓形制件的設計時 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因為滑塊抽至S2時塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內徑，必須抽出S１的距離再加上(2～3)mm，塑件才能脫出。
故抽拔距為：S= S1+(2～3)=1.5+(2～3)mm=3.5～4.5mm
式中 S—抽拔距；
S１—抽拔的極根尺寸（此為塑件最大的外形尺寸）；
8.2斜導柱的尺寸與安裝形式
1. 斜導柱的形狀與基本尺寸；
斜導柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主，斜導柱的長度計算為如下式：
L =1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm
≈72mm
式中L—斜導柱的長度；
D—斜導柱固定部分大端直徑；
h—斜導柱固定板厚度；
2. 斜導柱的安裝固定形式：
如圖所示，斜導柱的傾斜角a為15°，而一般來說鎖緊塊的角度a′=a+(2～3)mm,斜導柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合。由于斜導柱只起驅動滑塊的作用，滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運動靈活，斜導柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導柱的尺寸為 Φ12，頭部做成球形。那么固定形式如圖所示：
圖8-1 斜導柱
8.3 鎖緊楔形式
塑料的注塑過程中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導柱，而一般斜導柱為細長桿件，受力后容易變形，因此必須設置鎖緊楔，以便在模具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據推力的大小，選取不同的方式，而該設計所選取的是整體式結構，牢固可靠，側向力較大。它直接與定模固定，可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導柱的固定形式已講述了，這里不再重復。具體形狀如8-2圖所示。
8.4 斜導柱的受力分析及強度計算
斜導柱的受力分析；
根據斜導柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cosα
Fk = Ft·tanα
式中 Fw —側抽芯時斜導柱所受的彎曲力；
Ft —側抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力；
Fk —側抽芯時所需要的開模力；
綜合以上分析可知，從斜導柱的結構考慮，希望斜角α值大一些好；而從斜導柱受力情況考慮，希望斜角α值小一些好。因此，該斜導柱的斜角取了15°，經過用上述公式的核算，滿足了模具結構要求。
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計
9.1排氣系統(tǒng)
塑料在熔化時，會產生氣體，所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣：
1、利用配合間隙排氣；
2、在分型面上開設排氣槽排氣；
3、利用排氣守排氣；
4、強制性排氣；
該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡單模具。
9.2溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計
冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質量。一般在型腔，型芯等部位設置合理的冷卻水路，通過調節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。
冷卻水孔開孔的原則：
1、冷卻水孔的數量應盡可能的多，直徑應盡量大；
2、 每個冷卻水孔至型腔表面的距離應相等，一般保持在0~15mm范圍內，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。
3、水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。
4、冷卻管路一般不宜設在型腔內塑料熔接的地方，以免影響塑件的強度。
5、水管接頭應設在不影響操作的一側
該注塑模的冷卻系統(tǒng)設計為直運水，具體分布方式見總裝圖。
圖9.1 運水系統(tǒng)
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表
模具整體設計也就是模體的設計，隨著現代工業(yè)的發(fā)展，模體設計已接近標準化，可以從市場上購買相應的模體。標準模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導柱、導套、復位桿等。標準模架有12種結構，15876種規(guī)格。在本次設計中，澆口套、導柱、導套、頂桿、水嘴都采用標準件，可以外購?？傃b圖如圖所示
圖10.1 總裝圖
模具零件的材料選定 大部分零件材料為45 具體的材料明細表如下圖所示：
圖10.2材料明細表
第十一章 注射機的校核
11.1 注射量的校核
根據《模具設計與制造簡明手冊》可知：塑件的體積應小于注射機的注射容量，其公式按下式校核：
式中：
0.8=0.8125=100
——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和
——注射機的注射量（）
0.8——最大注射量的利用系數
經估計算得：V=2×1.2×14636mm3≈21580mm3
所以=35.126cm3<100 故合格
11.2 鎖模力的校核
由
查《模具設計指導》表6-5塑料成型時的注射壓力=30~60Mp
pF
式中 p——塑料成型時型腔壓力 塑料的型腔壓力p=60Mpa
F——澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
F=（107.6×60×2）=12912
pF=6012912≈774.72KN
因為=900KN> pF=774.72KN 故合格
11.3注射機安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應，澆口套是根據噴嘴尺寸來設計的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm
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