牙具盒的注塑模设计及其仿真【全套含CAD图纸、三维模型和说明书】

运动仿真已写好函数，拿到文件以后点播放就可以了 1-10页为运动过程的截图,模流分析全套文件,毕业设计（论文）任务书题 目： 牙具盒的注塑模设计及其仿真 姓 名： 学 号： 学 院： 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 指导教师： （签名）系主任（或教研室主任）： （签章）设 计 （ 论 文 ） 任 务（包括原始数据、技术要求、工作要求）一.原始数据：如图所示为牙具盒，材料为聚丙烯。塑件要求表面光滑、平整，无气孔、缩水等缺陷。大批量生产，采用注塑生产，要求分析注塑工艺并设计模具。二.技术要求：1. 根据原始数据和附图要求选定材料，进行设计。2. 根据给定的生产批量确定生产类型和工艺过程。3. 塑料零件未注圆角处允许R0.5-1，未注尺寸公差为5级（SJ1372-78），工作面要求光滑平整，无毛刺、飞边，粗糙度不低于1.2。三.工作要求：1. 按规定时间完成注射成型模具设计；2. 要求尽量使用三维CAD、Pro/E、UG等软件进行三维实体造型和模具设计；3. 绘制模具总装配图；4. 绘制模具主要非标准件零件图；5. 编制加工零件或模具主要零件的加工工艺规程；6. 图纸用CAD绘制，图量折合3张A0图；7. 设计说明书一份（1.2万字以上），含中英文摘要；毕业设计（论文）的主要内容1. 搜集资料、撰写开题报告（1周）。2. 注塑工艺与注塑模具设计（9周）。（1） 塑料零件的工作性能分析，结构工艺性分析，尤其是螺纹、嵌件等工艺特殊性分析，材料成型性能分析，注塑零件的三维建模，计算塑件的体积和重量。（1周）（2） 绘制至少两种注射模具的结构草图，进行方案比较并确定注射模的合理结构型式，分型面选择，型腔的排列方式确定。（2周）（3） 注射模具型腔和型芯的结构设计，型腔和型芯工作尺寸计算，型腔侧壁和底板厚度以及动模板厚度的计算；抽芯机构设计与计算，推出机构的设计。（1周）（4） 注射模具浇注系统设计与计算；加热和冷却系统设计计算。（0.5周）（5） 注射模具的动作过程分析，模具闭合高度的确定，注射机有关参数的校核，模具成型运动分析和仿真。（0.5周）（6） 注射模具装配顺序分析及模具安装和试模的注意事项。（0.5周）（7） 绘制注射模具总装配图（一张）。（2周）（8） 绘制模具主要非标准件零件图及加工工艺分析。（1.5周）（9） 制作一套注塑模具的动画,爆炸图，模流分析。（1周）3. 编写设计计算说明书（1.2万字以上）（1周）。毕业设计（论文）任务更改记录更 改 原 因更 改 内 容主要参考文献1 王旭塑料模具结构机械工业出版社，1994.2 郑大中模具结构图册.机械工业出版社，1992.3 塑料模设计手册编写组塑料模设计手册机械工业出版社，2002.4 葛正浩.Pro/E WIldfire塑料模具设计入门与实践.化学工业出版社,2004.5 冯炳尧模具设计与制造简明手册上海科学技术出版社，1990.6 陈志刚塑料模具设计机械工业出版社，2002.7朱光力，万金保等编著.塑料模具设计.清华大学出版社,2003.8中国机械工业教育协会组编塑料模具设计及制造机械工业出版社，2001.5开题报告姓 名XXX学号XXXX专 业机械设计制造及其自动化题 目牙具盒的注塑模设计与仿真如图所示为牙具盒，材料为聚丙烯。塑件要求表面光滑、平整，无气孔、缩水等缺陷。大批量生产，采用注塑生产，要求分析注塑工艺并设计模具。一、研究背景、概况及意义模具制造是制造业的根基，在轻工、电子、机械、通讯、交通、汽车、军工等部门中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。塑料模具占模具总量的40%左右。近年来，我国塑料模具制造水平已有较大的提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2微米，注塑模具作为塑料模具中的一个非常大的部分，研究其设计、制造过程是非常有实际的工程应用价值。一般家电产品中的注塑模具的应用非常多，而家电产品中像电风扇上盖注塑成形模具的研究必然有着其实际的意义。（1）牙具盒的注塑模设计与仿真的需求量非常大。在我们的生活中随处可以看到电扇，食堂、教室、办公室等，一个电扇需要两个上盖，可想而知其需求量是非常大的。（2）牙具盒的注塑模设计与仿真的结构非常普遍。牙具盒的注塑模设计与仿真的圆筒状外形，并且在上部还有加强筋，在日常生活中，我们使用的茶杯，台灯外壳，各种家电产品的外壳几乎都有这种类似的结构，因此研究非常有必要。（3）选用材料的典型性。所用材料为PP，在各种生活产品的应用也很多，对于其注塑性能的研究也非常有实际的研究价值。二、研究主要内容牙具盒的注塑模设计与仿真注塑成型模具设计，关键的内容包括：牙具盒的注塑模设计与仿真的工艺性分析，模具结构的设计，非标准的制造工艺规划。首先塑件的工艺性分析，主要内容包括：（1）通过查阅各种注塑模具设计手册及各类相关文章和书籍对牙具盒的注塑模设计与仿真的选用材料的性能进行分析，并对塑件的结构进行分析。（2）注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。（3）确定收缩率与分型面，通过查阅手册确定材料的收缩率，并且确定具体的分型面。其次模具结构的设计，内容包括:（1） 标准模架的选择（2）浇注系统的设计，浇注系统四部分（主流道，分流道，浇口，冷料穴）的设计，计算其尺寸（3）成型件的设计，对凹模与凸模的结构设计及其工作尺寸计算（4）抽芯机构的设计，盖顶处有一沉孔，选择合适的侧抽芯结构（5）顶出结构的设计，顶出部分位置的选择，尺寸计算（6）冷却系统的设计，通过塑件的质量，生产条件设计及凹凸模的冷却回路设计（7）完成所有零件的总装图，包括二维与三维设计图纸。最后非标准件的制造工艺规划，内容包括：结合现代加工手段，利用数控CNC，电火花，线切割等方法，制定出最合理的制造工艺，最符合经济效益的加工方案。完成非标准零件图及工艺规划。在设计过程中，主要是结构设计时可能存在一系列的问题，涉及的内容也很多，主要可能有以下问题：（1）非标准件的加工问题，标准件一般都可以从市场上购买，但非标准件（包括在标准件上加工）的加工内容可能较多，而且加工比较困难。（2）侧抽芯机构的设计，侧抽芯结构时，为了使形成的沉孔满足设计的要求，设计时必然会存在一些问题，像抽芯机构如何安装。（3）冷却系统，冷却系统如何合理的布置，而且加工也相对比较困难。三、研究步骤、方法及措施(1)对塑件进行实体测绘，并完成基本参数的计算及注射机的选用；(2)确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制；(3)运用UG、工具软件辅助设计完成模具整体结构；(4)对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；(5)对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；(6)对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析；(7)绘制模具模具零件图及装配图；(8)对模具结构进行三维剖析，输出模具开合结构图；(9)编写设计说明书。四、研究进度计划1.（1） 塑料零件的工作性能分析，结构工艺性分析，尤其是螺纹、嵌件等工艺特殊性分析，材料成型性能分析，注塑零件的三维建模，计算塑件的体积和重量。（1周）（2） 绘制至少两种注射模具的结构草图，进行方案比较并确定注射模的合理结构型式，分型面选择，型腔的排列方式确定。（2周）（3） 注射模具型腔和型芯的结构设计，型腔和型芯工作尺寸计算，型腔侧壁和底板厚度以及动模板厚度的计算；抽芯机构设计与计算，推出机构的设计。（1周）（4） 注射模具浇注系统设计与计算；加热和冷却系统设计计算。（0.5周）（5） 注射模具的动作过程分析，模具闭合高度的确定，注射机有关参数的校核，模具成型运动分析和仿真。（0.5周）（6） 注射模具装配顺序分析及模具安装和试模的注意事项。（0.5周）（7） 绘制注射模具总装配图（一张）。（2周）（8） 绘制模具主要非标准件零件图及加工工艺分析。（1.5周）（9） 制作一套注塑模具的动画,爆炸图，模流分析。（1周）2. 编写设计计算说明书（1.2万字以上）（1周）。 五、参考文献1 沈言锦.林章辉.塑料模课程设计与毕业设计指导M .长沙：湖南大学出版社，2008.3 .9-173 2 申开智.塑料成型模具（第二版）M中国轻工业出版社 ，2004年3 翁其金.塑料模塑成型技术M.机械工业出版社，2001年4 李建军.李德群.模具设计基础及模具CADM.北京:机械工程出版社,2005.7.106-192. 5 陈万林.实用塑料注射模设计与制造M.北京:机械工程出版社,2000.34-205. 6 张磊.UGNGINEER Wildfire4模具设计实例M .北京:清华大学出版社,2008. 7 王旭.塑料膜结构图册M.北京:机械工业出版社,1994. 8 虞福荣.橡胶模具实用手册M.第2版.北京:化学工业出版社,2001.10 9 奚永生.塑料橡胶成型模具设计手册M.北京:中国轻工业出版社,2000.7 10 德E.林纳等著，吴崇峰主译.注射模具130例（原著第三版）M.化学工业出版社，2005年； 11 吴生绪.塑料成形模具设计手册M.机械工业出版社，2008年； 12贺斌，田福祥.轴套注塑模的特殊结构设计.工程塑料应用.2007（7）13Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd., by Longman Scientific & Technical,London,198914Dym.J.B., Injection molds and Molding-A Practical Manual, by Nostrand Reinhold Company,New York.197915Hallum,Dinae.L.,Fundamentals of injection molding.Manufacuring Engineering v 118 n 6 Jun 1997.p68,70-72学生签名： 2014年3月20日指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见及开题是否通过）：通过 完善后通过 未通过 指导教师签名： 2014年3月21日注：开题报告用A4纸打印装订在毕业设计（论文）任务书后，学生可根据开题报告的长度加页。 开题是否通过请指导教室在内打R。7机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称牙具盒零部件名称动模型芯第 1 页材料牌号号718H 毛坯种类标准模架毛坯外形尺寸155x125x45毛坯件数 1每台件数1备注工序号工 序 名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料锯床下料（155x125x45），粗铣（150.5x120.5x40.5）钳工锯床,铣床锯条，虎钳662精磨六面直角精磨表面粗糙度Ra1.6 (150x120x40)钳工磨床砂轮663钻孔钻水孔,螺丝孔,攻牙钳工钻床钻头，丝攻444线割线切割斜顶孔、顶针孔线割线切割机床钼丝665CNC型芯成型部位加工，数控铣床粗加工，精加工CNC数控铣床铣刀886EDM对加工中心无法处理位置做电火花加工EDM电火花机电极12127抛光型芯表面抛光处理钳工虎钳砂纸，油石448装配模具装配钳工44描图描绘底图号装订号编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字 机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称牙具盒零部件名称定模型腔第 1 页材料牌号号718H 毛坯种类标准模架毛坯外形尺寸155x125x45毛坯件数 1每台件数1备注工序号工 序 名工序内容车 间设 备工艺装备工时终结单件1下料锯床下料（155x125x45），粗铣（150.5x120.5x40.5）钳工锯床,铣床锯条，虎钳662精磨六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (150x120x40)钳工磨床砂轮663钻孔钻水孔,螺丝孔,攻牙钳工钻床钻头，丝攻444线割线切割浇口孔线割线切割机床钼丝335CNC型腔成型部位加工，数控铣床粗加工，精加工CNC数控铣床铣刀886EDM对加工中心无法处理位置做电火花加工EDM电火花机电极12127抛光型腔表面抛光处理钳工虎钳砂纸，油石448装配模具装配钳工44描图描绘底图号装订号编 制编制日期编制日期核日期会签日期图号标记处数更改文件签字 浙江工业大学博士学位论文XXXX大学毕业设计说明书课题名称： 牙具盒注塑模具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年月日 年月 日40摘 要根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔，点浇口进料，注射机采用海天HTF80XB型号，设置冷却系统，CAD和UG绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；UG绘制3D图。AbstractTo understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two sub gate feed injection machine adopts Haitian the HTF80XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection目 录摘 要I第1章 绪论51.1 塑料简介51.2 注塑成型及注塑模5第2章 塑件分析82.1 塑件图82.2 塑件的材料分析82.2.1 塑料材料的基本特性82.2.2 塑件材料成型性能92.2.3 塑件材料主要用途92.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析102.3.1 塑件的结构设计102.3.2 塑件尺寸及精度112.3.3 塑件表面粗糙度112.4 计算塑件的体积、质量11第3章 塑件成型方案设计123.1 分型面选择123.2 型腔数的确定133.3 型腔布局133.4 浇注系统的类型和位置的选择133.4.1浇注系统组成133.4.2 确定浇注系统的原则143.5 成型零件结构设计143.5.1型腔设计153.5.2型芯设计153.6 侧向抽芯机构类型设计163.6.1侧滑块抽芯机构166.侧抽芯机构的抽芯距173.6.2斜滑杆侧抽芯机构设计173.7 脱模机构的设计183.7.1 脱模机构的选择183.7.2推管推出机构设计193.8 导向与定位机构设计203.9 排气及引气系统的设计213.10模温调节系统的设计22温度调节对塑件质量的影响223.11模架选用233.11.1确定模具的基本类型233.11.2模架的选择23第4章 模具零件设计254.1 模具成型零件尺寸计算254.2模具强度与刚度校核284.3脱模力的计算284.4浇注系统的设计294.4.1 主流道的设计294.4.2分主流道的设计304.4.3浇口的设计304.4.4拉料杆的设计314.4.5冷料井的设计314.5模具冷却系统的设计32第5章 注射机的选用及相关参数的校核33注射成型工艺过程分析335.1 相关参数35海天HTF80XB注塑机参数355.2最大注塑量校核355.3 锁模力校核365.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核365.5 开模行程校核37第6章 模具结构总图38总结39致谢40参考文献41第1章 绪论模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它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。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。 1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成2 。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助工程（CAE）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的MOLDFLOW、美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型过程控制专家，简称MPX）。采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义3。第2章 塑件分析2.1 塑件图在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。本设计课题-牙具盒如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构较为简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。牙具盒三维立体图2.2 塑件的材料分析2.2.1 塑料材料的基本特性PP是一种半结晶性材料。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。2.2.2 塑件材料成型性能(1) 吸湿性小可能发生熔体破裂长期与热金属接触易发生分解。(2) 流动性极好易于成型。(3) 冷却速度快浇注系统及冷却系统应散热缓慢。(4) 成型收缩率范围及收缩率大易发生缩孔凹痕变形方向性强。(5) 注意控制成型温度。料温低时方向性明显尤其是低温高压时更明 显。模温在50以下时塑件不光泽易产生熔接不良和流痕在90以上时易发生翘曲和变形。(6) 塑件应壁厚均匀避免缺口和尖角以防应力集中。2.2.3 塑件材料主要用途基于经盈、刚韧、坚固、抗高温、抗化学侵蚀等优点，PP适合注塑多种产品，包括汽车表板、缓冲器、瓶箱、洗衣机内壳、厨房用品、纺织线轴、工具手柄等。目前，汽车业大量应用PP，用以制造缓冲器及仪器板。这些仪器板通常均已填入如滑石/玻璃合成物等填料。高度结晶的PP也日益受欢迎，因为其结晶程度可以令热塑性塑料更加坚硬、更能抵抗高温或破坏、PP亦适宜制造安全带及支柱。含有新PP料的填充级可制造洗衣机内壳和外壳、雪柜和洗碟机的外壳，充份利用其抗热能力。亦有特别等级可供选用。2.3 塑件的结构和尺寸精度表面质量分析2.3.1 塑件的结构设计（1）、脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5，塑件材料PP的型腔脱模斜度为0.35130/，型芯脱模斜度为30/1。（2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14，最常用的数值为23。本产品壁厚均匀，周边和底部壁厚均为4左右。（3）、塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.51的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。（4）、孔塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。2.3.2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为PP，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献2表3-2塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT5级精度。 2.3.3 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。2.4 计算塑件的体积、质量本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在UG软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的体积169.6，因PP的密度为0.90，即可以得出该塑件制品的质量约为152.6。第3章 塑件成型方案设计3.1 分型面选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧。分型面的选择3.2 型腔数的确定 因为本设计牙具盒结构简单，生产量大，塑件的尺寸较大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模一腔，进行加工生产。3.3 型腔布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使型腔每个区域都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满型腔,使塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道，以求达到良好的浇注质量。型腔布局由图所示。 型腔布局方式3.4 浇注系统的类型和位置的选择 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通点浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。3.4.1浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分：1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴3.4.2 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模单腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。 3.5 成型零件结构设计模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括型腔、型芯、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。3.5.1型腔设计 型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用嵌入式型腔，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。型腔3.5.2型芯设计本设计中零件结构较为简单，深度不大，经过对塑件实体的研究，采用嵌入式型芯。这样的型芯加工方便，便于模具的维护型芯与动模板的配合可采用。型芯型腔3.6 侧向抽芯机构类型设计3.6.1侧滑块抽芯机构一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。下图列出模具的常用行位结构。从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶） 从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构1. 滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合式两种。滑块材料常用45钢或T8、T10等制造，要求硬度在HRC40以上。2. 导滑槽设计 导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用H8/f8。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3，导滑槽材料通常用45钢制造，调质至HRC 28HRC32，3. 滑块定位装置设计由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用行位压板的方式，主要作用为固定与导向作用。4. 楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大23。5. 侧抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同，组成了抽芯机构的不同结构形式。1）斜导柱在定模上、滑块在动模上的结构A、设计时必须注意，滑块与推杆在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推杆的复位致使活动侧向型芯与推杆相碰撞，造成活动侧向型芯或推杆损坏。B、如果发生干涉，常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。2）斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构3）斜导柱和滑块同在定模上4）斜导柱和滑块同在动模上6.侧抽芯机构的抽芯距型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离叫理论抽芯距，用S表示。为了安全起见，实际抽芯距离S通常比理论抽芯距离S大于13mm，即S = S+（13）mm本次设计中S=2=1mm，所以S 取5mm符合要求。3.6.2斜滑杆侧抽芯机构设计斜滑杆侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑杆斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑杆完成侧向抽芯动作。适用于制品具有侧孔或较浅侧凹、型面积较大的场合，一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。因本设计产品侧壁有一斜孔，因此适用斜滑杆斜抽芯机构。斜滑杆斜向侧抽芯机构3.7 脱模机构的设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。3.7.1 脱模机构的选择脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。脱模机构的选用原则：（1）使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；（2）推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；（3）推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4）推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；本设计中采用推管推出机构使塑料制件顺利脱模。3.7.2推管推出机构设计（1）、推管布置该塑件采用了5.5mm 推管，其分布情况如图所示，这些推杆的作用，使制品受推出力从而脱模。（2）、推杆的设计7本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，PP塑料的溢料间隙为。推管3.8 导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。 1. 导向结构的总体设计（1） 导向零件应合理的均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2） 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要2-4个导柱。如果，模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽（5） 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行（6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2. 导柱的设计（1） 有单节与台阶式之分（2） 导柱的长度必须高出公模端面68mm（3） 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分（4） 固定方式有铆接固定和螺钉固定（5） 其表面应热处理，以保证耐磨。 3. 导套和导向孔（1） 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加排气孔。（2） 导套有套筒式台阶式凸台式（3） 为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.3.9 排气及引气系统的设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。3.10模温调节系统的设计在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，如本设计中的PP，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。模具冷却水路图3.11模架选用3.11.1确定模具的基本类型注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。3.11.2模架的选择根据对塑件的综合分析，确定该模具是单分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择CI型的模架，其基本结构如下：FCI型模架图FCI型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫三板模，简化水口模架，适合点浇口，侧入式浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸。把型腔排列成一模一腔可得长为150mm，宽为120mm，模架的长L=150+复位杆的直径+螺钉的直径+模板壁厚270mm模架的宽W=120+复位杆的直径+型腔壁厚250mm根据内模仁的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。在设计中，如果有斜滑块侧抽芯机构，还需要考虑侧抽芯对模具设计中模架外形尺寸的影响。综合考虑本设计选用WL=250x270的模架。塑件的高度为11mm，塑件的大部分部胶位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加40-60mm。综合考虑强度要求，定模板厚度取700mm, 动模板的厚度取70mm。考虑推杆的顶出行程要求，支撑板取80mm以满足顶出要求。综上所述所选择的模架的型号为：CI-2527-A70-B70-C80。第4章 模具零件设计4.1 模具成型零件尺寸计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定PP材料的平均收缩率为1.8%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为： 式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级，型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。1. 成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为=(Smax-Smin)Ls 式中：为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）； Smax为塑料的最大收缩率（%）； Smin为塑料的最小收缩率（%）； 为塑件尺寸（mm）。一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。2. 模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7IT8级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。3. 零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。4. 模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下：1. 凹模的內形尺寸： 式中：为型腔內形尺寸(mm)； 为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取0.6%；s为塑件公差，查表知PS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在1418mm公差取0.38mm；在1824mm范围内取0.44mm，在3040mm范围内取0.56mm塑件基本尺寸在4050范围内其公差取0.64mm。所以型腔尺寸如下： 型腔深度的尺寸计算： 式中：凸模/型芯高度尺寸(mm)； 为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； s 、K 含义如（1）式中。 2. 凸模的外形尺寸计算： 式中：凸模/型芯外形尺寸(mm)； 为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸； s 、k含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下： 型芯的深度尺寸计算： 式中：为凸模/型芯高度尺寸(mm)；为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、k含义如（1）式中。三个型芯的高度分别为：4.2模具强度与刚度校核普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求，足够的强度才可以保证模具能正常工作。由于模具形式较多，计算也不尽相同且较复杂，实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具能正常工作。模具强度计算较为复杂，一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法，原则是：选取最不利的受力结构形式，选用较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分提高模具强度。为保证模具能正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算，选取较大的尺寸。4.3脱模力的计算脱模力的产生范围：（脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a 脱模力与塑件壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。 b 塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。 d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落。4.4浇注系统的设计4.4.1 主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。（1）、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天HTF80XB，其喷嘴直径为3.5，喷嘴球面半径为16，依此主流道各具体尺寸设计如下： 主流道与浇口套（2）、主流道衬套的形式选用如下图所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位环设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用。（3）、定位环的固定 定位环采用2个M6的螺丝直接锁附固定。浇口衬套固定形式4.4.2分主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，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中塑件排布比较紧凑,且采用点浇口。4.4.3浇口的设计浇口又叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，点浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置选择原则： 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体。4.4.4拉料杆的设计点浇口主流道需要设置拉料杆，使开模时分流道与产品分离，浇口尺寸如CAD图所示，根据此图结合实际选用适当值。本设计采用8mm大小拉料杆。4.4.5冷料井的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为8mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的倒扣形式有多种，这里采用z形倒锥的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。浇注系统4.5模具冷却系统的设计设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数： 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在型芯块与型腔块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍，冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612 mm（7/169/16英吋），在此取10mm。 第5章 注射机的选用及相关参数的校核注射成型工艺过程分析如图所示从料头把树脂挤入料筒中，通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中，在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热，在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态，将相当于成型品及主流道，分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端（称之为计量），螺杆的不断向前将材料射入模腔。当熔融树脂在模具内流动时，须控制螺杆的移动速度（射出速度），并在树脂充满模腔后用压力（保压力）进行控制。当螺杆位置，注射压力达到一定值时可以将速度控制切换成压力控制。根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作：（1）、成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，PP材料吸湿性良好，如储存得当，成型一般不需进行干燥处理。（2）、料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 （3）、脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对PP材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步: 注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。第三步：制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为PP，就采用退火处理13小时。要架一套模具,首先要考虑模具尺寸是否符合机台大小的顿数.注射量是否满足要求,机台的射出投影面积是否适合模具生产,大顿数机台生产小模具,计量不容易控制,再者若用太大锁模力,对模具也有一定损伤,锁模力不够导致产品毛边过大,太大模具超过机台的负荷对合模系统也会有一定之损伤.5.1 相关参数 由于采用一模一腔，需要至少注射量为10.27X1=10.27g，流道水口废料4.7g，总注塑量15g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为海天HTF80XB。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为： 型号单位80A80B80C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm240240 海天HTF80XB注塑机参数5.2最大注塑量校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为： 式中 -型腔数量 -单个塑件的重量 -浇注系统所需塑料的重量 本设计中：n=1 10.27 g =4.7 gm=1x10.27+4.7=15 g注塑机额定注塑量为124g，注射量符合要求5.3 锁模力校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=1 =5002 =0=1x5002+0=5002注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即： （）P F式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据工具书查得，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MP（）P=5002x30x1.1x0.001=165KN800KN锁模力符合要求5.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核（1）、模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为365365,模具长宽为270x300，经核算机台选用合适。（2）、模具厚度（闭合高度） 模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为305mm 150H360 符合要求5.5 开模行程校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于单分型面注射模应有：SmaxS= H1 + H2 + H3 + C式中 H1-模具厚度 H2-顶出行程H3 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度C - 安全距