1、電插座注射成型模具設計摘要:本課題主要研究設計了塑料電插座的注塑模結構。重點針對頂出機構和型 芯的冷卻系統進行分析設計。通過查閱文獻，調整、優化，提出最佳設計方案，并對 模具結構的相關尺寸進行計算校核，使塑件順利脫模，實現生產自動化。關鍵詞:注塑模，頂出機構，冷卻electrical socket injection molding mold designabstract:this topic mainly studies the design of the structure of the injection mold of plastic electrical outlet. focusi

2、ng on ejection mechanism and core analysis and design of cooling system. through literature, adjustment and optimization, the optimal design scheme is put forward, and the relevant dimensions of the die structure is calculated, the smooth plastic mold release, realize production automation.key words

3、: injection mold, ejector mechanism, mold core cooling電插座注射成型模具設計i1. 前言111 弓丨言11.2我國注塑模具工業概況11.3注塑模具cad的發展趨勢21.3.1大力提高注塑模開發能力21.3.2注塑模具從依靠鉗工技藝轉變為依靠現代技術21.3.3模具生產正在向信息化迅速發展21.3.4注塑模向更廣的范圍發展31.4國外注塑模具發展趨勢31.4.1微型化與大型化31.4.2個性化31.4.3節能化41.5小結42. 塑件的工藝分析52.1塑件設計要求52.2分析塑件使用材料的種類及工藝特征52.3分析塑件的結構工藝性72.4工藝

4、性分析73. 注射機的選擇83.1塑件體積的計算83.2計算塑件的質量83.3注塑機的確定83.4鎖模力與注射壓力的校核93.5模具厚度h與注射機閉合高度94. 塑件的工藝分析104. 1型腔數的確定104.1.1根據經濟性確定型腔數目104.1.2根據注塑機的額定鎖模力確定型腔數目104.1.3根據塑件精度確定型腔數目114.1.4根據注塑機的最大注塑量確定型腔數目114.2型腔的布置124. 3流動比計算135. 分型面的選擇設計原則145. 1分型面的形式145.2分型面的設計原則146. 澆注系統的設計156.1主流道的設計156.2分流道的設計166. 2. 1分流道的尺寸確定方法1

5、66. 2.2分流道表面粗糙度176. 2.3分流道與澆口連接形式176.3澆口的設計176.4冷料穴的設計207. 成型零部件的設計207. 1成型零件結構設計207.1.1對型腔徑向尺寸計算217. 1.2型腔的深度尺寸的計算217.2成形零件加工工藝247.3凸模的加工工藝規程25&推出機構的設計279 .模具排氣槽的設計2710. 模具加熱和冷卻系統的設計2711. 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖2911.1本模具總裝圖和非標零件工作圖見附圖2911.2模具的裝配過程2911.3木模具的工作原理30參考文獻31致謝321.1引言塑料制品在日常社會中得到廣泛利用，模具技術己成為衡

6、量一個國家產品制造水 平的重要標志之一。國內注塑模在質與量上都有了較快的發展。但是與國外的先進技 術相比，我國還有大部分企業仍然處于需要技術改造、技術創新、提高產品質量、加 強現代化管理以及體制轉軌的關鍵時期。1.2我國注塑模具工業概況我國雖然很早就開始制造和使用模具，但長期為行程高技術含量的產業。直到 10世紀年代后期，隨著科技的進步，國務院和國家有關部門對發展模具工業給予了高 復重視和支持，募集工業才駛入快速發展軌道。近年來，我國模具工業發生了巨大的變化。在我國模具生產企業中，數字化設備 比較齊全，模具cad/cae/cam技術已經被廣泛的應用，采用高速加工的先進技術 的企業也逐漸增多。模

7、具標準間使用覆蓋率級模具商品化率都己經有了較大幅度的提 高。熱流道技術在塑料模具行業中應用比例越來越高。注塑模具在量和質方而都有較快的發展，我國最大的注塑模具單套重量己超過 50噸，最精密的注塑模具精度己達到2微米。制件精度很高的小模數齒輪模具及達到 高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模, 高速模具方面已能生產擠出速度達6in/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材 雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠岀和低發泡鋼塑共擠等各種模 具。在cad/cam技術得到普及的同時，cae技術應用越來越廣，以cad/cam/cae 一體化得到發展，模具

8、新結構、新品種、新工藝、新材料的創新成果不斷涌現，特別 是汽車、家電等工業快速發展，使得注塑模的發展迅猛。整體來看我國塑料模具無論是在數量上，述是在質量、技術和能力等方面都有了 很大進步，但與國民經濟發展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、 精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時， 一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。1.3注塑模具cad的發展趨勢經過近幾年的發展，塑料模具已顯示岀一些新的發展趨勢：1.3.1大力提高注塑模開發能力將開發工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發中去，甚

9、至在尚無明 確用戶對象之前進行開發，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手 機和電話機模具開發也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合 同，才能根據用戶要求進行模具設計的被動局面1.3.2注塑模具從依靠鉗工技藝轉變為依靠現代技術隨著模具企業設計和加工水平的提高,注塑模具的制造止在從過去主耍依靠鉗工 的技藝轉變為主要依靠技術。這不僅是生產手段的轉變，也是生產方式的轉變和觀念 的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越 來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業整體水平不斷提高。目前我國己有10多個國家級高

10、新技術企業，約200個省市級高新技術企業。與 此趨勢相適應，生產模具的主耍骨干力量從技藝型人才逐漸轉變為技術型人才是必然 要求。1.3.3模具生產正在向信息化迅速發展在信息社會中，作為一個高水平的現代模具企業，單單只是cad/cam的應用 已遠遠不夠。目前許多企業已經采用了 cae、cat、pdm、capp、kbe、kbs> re、 cims、erp等技術及其它先進制造技術和虛擬網絡技術等，這些都是信息化的表現。 向信息化方向發展這一趨向已成為行業共識。1.3.4注塑模向更廣的范圍發展隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發展。現在， 能把握機遇、開拓市場，不斷發現新

11、的增長點的模具企業和能生產高技術含量模具企 業的業務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業應把握這個趨向， 不斷提高綜合素質和國際競爭力。隨著市場的發展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發展，因此對模 具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能 還是加工都必將有較快發展。超大型、超精密、長壽命、高效模具；多種材質、多種 顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發展。更高性能及滿足特殊用途 的模具新材料將會不斷發展，隨之將產生一些特殊的、更為先進的加工方法。各種模 具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發展。1.

12、4國外注塑模具發展趨勢目前，國外的注塑機發展主要通過以下兒個方面：1.4.1微型化與大型化微型化是各類產品今后的重要發展方向，有越來越多的市場需求。目前雖然已有 重量為萬分之一克的注射制品成型加工技術裝備，也已有直徑為1mm的塑料管生 產設備和3ml的中空吹塑機等，但是h本已提出開發重量為十萬分之一克的注射成 型加工裝備；而用于替代人體血管的直徑小于0.5mm的塑料管生產設備，己為一些 國家在研發中。大型化也是今后產品的發展方向之一。目前，小轎車車身板生產用 的8000kn合模力的注射機己開發出來，2000mm的塑料管、寬10m的片材和 5000l的中空容器等大型塑料制品生產設備已有商品出現。

13、但是，工業用各種大型塑 料制品的生產需求仍很明顯，諸如洲際長途輸液輸氣超大直徑塑料管的生產,10000l 甚至更大容積的塑料儲裝容器等的生產都已有需求產生。1.4.2個性化長期以來塑料機械的機型、功能、規格的劃一和固定不變性已不能滿足市場要求。 客戶由于生產的塑料制品要求經常變化和經營上有效投資的考慮，需要塑料機械工業 能為其提供最大行程注射機、小注射量大合模力或大合模力小注射量的注射機、混 料與注射聯用的成型設備、附有特殊外圍配套裝置的擠出生產線、木材（或其它材料） 與塑料共混成型加工設備這既要求塑料機械企業在技術人才、技術創新方面要具有雄 厚的實力，也要求企業能在第一時間內準確把握客戶的個

14、性化需求。1.4.3節能化節能降耗目前已經成為注塑機最主要的發展趨勢，全電動、兩板式注塑機將 成為 未來國際市場的主流。1.5小結隨著市場的國際化，競爭將愈演愈烈，短周期、高質量、長壽命的模具行業和用 戶的追求，這必將使模具技術全面深入地應用于塑料模具模具行業中，同時與并行工 程、精益生產、敏捷制造等多種生產模式的結合fi益密切，最終使塑料模具行業發生 重大變革。2. 塑件的工藝分析2.1塑件設計要求該產品為fi常生活中常見的電源插座，自然要求其使用材料具有絕緣性的作用。并 且對該產品精度及表面粗糙度要求不高，為一般精度。圖2.1為本人在原產品基礎上進行改進與創新后繪制的塑件圖：i 表面祖璉度

15、0.2dm2箱度等紋4飯mh1| 11#09207*2* f« n盹3月倆圖22.2分析塑件使用材料的種類及工藝特征該塑件材料選用abs （丙烯購丁二烯苯乙烯共聚物）。比重:1.05克/立方厘米特點：1. 綜合性能較好，沖擊強度較高，化學穩定性，電性能良好。2. 與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件，且可表面鍍輅，噴漆處理。3有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。4. 流動性比hips差一點，比pmma、pc等好，柔韌性好。5. 用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件，傳動零件和電訊零件。abs主要技術指標：表2.1熱物理性能密度(g/ cm3)1.021. 05比熱容(

16、jkg'k-1)12551674導熱系數線膨脹系數13.831.25.8&6(wmkxlo-2)(lok*1)滯流溫度cc)130表2.2力學性能屈服強度(mpa)50抗拉強度(mpa)38斷裂伸長率(跖)35拉伸彈性模量(gpa)1.8抗彎強度(mpa)80彎曲彈性模量(gpa)1.4抗壓強度(mpa)53抗剪強度(mpa)24沖擊韌度無缺口261布氏硬度9.7hbw(簡支梁式)缺口11表2.3電氣性能表面電阻率(q)1.2x1013體積電阻率(dm)6.9x1014擊穿電壓(kv/mm)介電常數(106hz)3.04介電損耗角正切(106hz)0.007耐電弧性50852.

17、3分析塑件的結構工藝性該塑件尺寸中等，整體結構較簡單.多數都為平面特征。尺寸精度要求相對較低， 結合其材料性能，尺寸公差等級故選一般精度等級：mt3。2.4工藝性分析為了產品的外表美觀及生產效率，也就是說為了滿足制品表面光滑的耍求與提高 成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口縱向開設在模具的 型腔處，從塑料件側面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件 的表面質量與美觀效果。查找有關文獻和參考工廠時間應用的情況，abs的成型工藝參數可作如下選擇: （試模時，可根據實際情況作適當調整）注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：前段溫度h選用200°c

18、；中段溫度t2選用220°c；后段溫度t?選用190°c；噴嘴溫度:180°c；注塑壓力：選用1 oompa；（相當于注射機表壓35kgf）注塑時間：選用30s；保壓壓力：選用72mpa；（相當于注射機表壓25kgf）保壓時間：選用10s；冷卻時間：選用30s；總周期：選用70s；說明：1 .預熱和干燥均采用鼓風烘箱；2.凡潮濕環境使用的塑料，應進行調濕處理，在100120°c水中加熱218h。3. 注射機的選擇3.1塑件體積的計算v=v1+v2*4vl=a*a*b a 為邊長 b 為壁厚=12800mmv2= (h-b) * a*b*4 h 為高度=(

19、12-2) *80*2*4=6400mmjv= 12800+6400= 19200mm3= 19.2cm33.2計算塑件的質量查手冊取密度p=1.05g/cm3塑件體積:v=19.2cm3塑件質量：根據有關手冊查得：p=1.05g/cm3 所以，塑件的重量為：m=p*v= 1.03*19.2= 19.776g主澆道體積v澆道約為25cm3總體積v總=4*v+v澆道=105cm3.3注塑機的確定注塑機xs-zy250參數表額定注射量/cm3250鎖模力/kn1800螺桿直徑/mm050注射壓力/mpa147最大開模行程/mm500注射行程/mm160模具最大厚度/mm350注射速率/(g/s)1

20、14模具最小厚度/mm200注射方式螺桿式結構形式臥式合模方式液壓定位圈直徑/ mm1電動機功率/kw24噴嘴球半徑/mmr18孔直徑/mm43.4鎖模力與注射壓力的校核f > p(na + a)p注射時型腔壓力，查參考文獻得20-40mpa；a塑件在分型面上的投影面積(cm2)；al澆注系統在分型面上的投影面積(cm2)；f注射機額定鎖模力，按xs-zy-250型注射機額定鎖模力為1800kn。p(na+aj=25 40*(4*64+2)=6451032knvf=1800kn經校核可知注塑機xs-zy250可行3.5模具厚度h與注射機閉合高度注射機開模行程應大丁模具開模時，取岀塑件(包

21、括澆注系統)所需的開模距離 即滿足下式s>hi+h2+(510)式中s注射機最大開模行程，mm；hl推出距離(脫模距離)，mm；出-包括澆注系統在內的塑件高度，mm；開模行程sk=84<s =500經校核可知注塑機xs-zy250可行。4. 塑件的工藝分析4.1型腔數的確定為了使模具與注塑機的生產能力相匹配，提高生產效率和經濟性，并保證塑件精 度，設計模具時應確定型腔數目。4.1.1根據經濟性確定型腔數目據總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產原材料費用，僅考慮模 具費和成型加工費。模具費為 xm=ncl+c2式中 ci每一型腔所需承擔的與型腔數有關的模具費用；c2與型腔

22、數無關的費用。成型加工費為：xj=260n式中 n制品總件數；y每小時注射成型加工費(元/h)；t成型周期。總成型加工費為x=xm+xj為使總成型加工費最小，令虬0dn則得：n =4.1.2根據注塑機的額定鎖模力確定型腔數目根據注射機的額定鎖模力大于將模具分型面脹開的力，fnp(nan+aj)型腔數式中f注射機的額定鎖模力（n）；p塑料熔體對型腔的平均壓力（mpa）；an單個塑件在分型面上的投影面積（mn?）；aj澆注系統在分型面上的投影面積（mn?）。n= （1800000-147*560） / （147*6400） =20.86（個）4.1.3根據塑件精度確定型腔數目根據經驗，每增加一個型

23、腔，塑件尺寸精度要降低。設模具的型腔數目為n ,塑 件的基本尺寸為l（mm）,塑件的尺寸公差為±a,單型腔模具注塑生產可能產生的 尺寸誤差百分比為±4 ,不同材料單型腔模具的尺寸誤差如表4.1所示。式中 l塑件基本尺寸（mm）；土塑件的尺寸公差（mm）,為雙向對稱偏差標注；±a單腔模注射時塑件可能產生的尺寸誤差的百分比。表4.1不同材料單型腔模具的尺寸誤差塑料名稱聚甲醛聚酰胺尼龍66聚碳酸酯、聚氟乙烯、abs等非晶型料尺寸誤差±3（%）±0.2%±0.3%±0.3%±0.5%電插座的基本尺寸為80*80mm,尺寸誤

24、差小于2mm,塑件材料為abs,則n<25*2/ （80*0.5%）24=101 （個）4.1.4根據注塑機的最大注塑量確定型腔數目式中vg注射機最大注射量（cm3, g）；vj澆注系統凝料量(cm3, g)；v“一單個塑件的容積或質量(cn?, g)on= (250*1.05-20) /19.776=12.3 (個)綜合上述各條件要求，最終確定型腔數為4,基本可以滿足上述全部要求。4.2型腔的布模具型腔數確定后，應考慮型腔的布局。注塑機的料簡通常置于定模板中心軸上, 由此確定了主流道的位置，各型腔到主流道的相對位應滿足以下基本要求。(1) 盡量保證各型腔從總壓力中均等分得所需的型腔壓力

25、，同時均勻充滿，并均 衡補料，以保證各塑件的性能、尺寸盡可能一致。(2) 主流道到各型腔流程短，以降低廢料率。(3) 各型腔間距應盡可能大，以便在空間設置冷卻水道、推出桿等，并具有足夠 的截面積，以承受注射壓力。(4) 型腔和澆注系統投影面積的中心應盡量接近注射機鎖模力的中心，一般與模 板中心重合。則確定的型腔分布方式為：廠-c3* 0juz> % g丿()廣<k>uzdd *c3 qu co圖4.14.3流動比計算塑件流動比是指最大流程與制品厚度之比。流程是指熔體從澆口流動到型腔最遠 處的距離。熔體的流動距離受到如熔體進入澆口時的溫度、初速度、模具溫度、塑件 厚度等諸多因素

26、有關。當澆注系統和型腔的各段斷面尺寸不相同時，流動比應按下式 計算：錯誤!未找到引用源。式中b流路各段長度，mm；8i流路各段厚度，mirio分析本課題的澆注系統及塑件，澆注系統的各段長度及厚度已唯一確定，塑件的 最大流程需要進行分析得出。通過cad軟件對塑件三處可能為最大流程的長度計算, 確定塑件的最大流程為122.9mmo另兩段的長度分別為94.09mm、104mm則流動比=122.9/2+94.09/2+104/2= 160.495<270-310 （abs 的流動比），合理。5. 分型面的選擇設計原則分型面是決定模具結構形式的重耍因素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝 有密切關

27、系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。5.1分型面的形式該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。5.2分型面的設計原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統的設計、塑件的結構工藝性 及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此 在選擇分型面時應綜合分析。選擇分型面時一般應遵循以下兒項基本原則： 分型面應選在塑件外形最大輪廓處 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 保證塑件的精度 滿足塑件的外觀質量耍求 便于模具制造加工 注意對在型面積的影響 對排氣效果 對側抽芯的影響在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確 定合理的

28、分型面，見圖5.1。圖5.16. 澆注系統的設計澆注系統的設計原則：澆口位置應盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用 時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程為最短；澆 口的位置應保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入; 避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁，型芯或嵌件，使塑料能盡快的流入到型腔各部位，并 避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產生熔接痕，或使其熔接痕產生在之間不重要的 位置;澆口位置及其塑料流入方向，應使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的 流入，并有利于型腔內氣體的排出。分流道是連接主流道末端與澆口之間的部分，用于 一模多腔或單

29、型腔多澆口的場合。設計分流道時，要考慮熔體在流經過程盡量減少其 壓力和溫度損失。6.1主流道的設計主流道是指熔融塑料進入模具型腔的最先經過的部位根據選用的xs-zy-250型號注射機的相關尺寸得噴嘴前端孔徑：d（）=4mm ；噴嘴前端球面半徑：ro=18mm；根據模具主流道與噴嘴的關系r=r（）+（1 2）mmd=d（）+（0.5 l）mm取主流道球面半徑：r=20mm；取主流道小端直徑：d=5min；為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，起模斜度為26。, 此處選用2°,經換算得主流道大端直徑為12mmo圖6圖6.26.2分流道的設計分流道的截面形狀及尺寸如圖6.3所

30、示。6.2.1分流道的尺寸確定方法(1) 各種塑料的流動性有差異，可根據塑料的品種粗略地估計分流道的直徑。 常用塑料的分流道直徑對流動性很好的聚乙烯和尼龍，當分流道很短時，分流道可小 到2mm左右；對于流動性差的塑料，如丙烯酸類，分流道肓徑接近10 mm。多數塑 料的分流道直徑在4.8-8mm左右變動。(2) 對壁厚小于3mm,質量200g以下的塑料制品，還可用如下經驗公式確定分 流道直徑(該式計算的分流道直徑僅限于在32-9. 5mm以內)：式中d分流道直徑(mm)；m制品質量(g)；l分流道的長度(mm)。(3) 當注射模主流道和分流道的剪切速率澆口的剪切速率夕=104103“所成型的塑件

31、質量較好。對于一般熱塑性塑料，上面所推薦的剪切速 率可作為計算模具流道尺寸的依據。在計算中可使用如下經驗公式：式中re流道斷面尺寸的當量半徑(cm)；qv體積流量(cm3 / s)o此公式既可用來計算主流道和分流道尺寸，也可用來計算澆口尺寸。6.2.2分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度通常取ra=1.25-2.5屮m這可增加對外 層塑料熔體流動阻力，使外層塑料冷卻皮層同定，形成絕熱層，有利于保溫。但表壁 不得凹凸不平，以免對分型和脫模不利。623分流道與澆口連接形式分流道與澆口常采用斜面和圓弧連接，如圖4a、b,利于塑料的流動和填充，防 止塑料流動時產生反壓力，消耗動能。圖4c

32、、d為分流道與澆口在寬度方向連接， 圖d因分流道逐步變窄，補料階段冷卻較快，產生不必要的壓力損失，以圖c形式較 好。(c)(d)圖6.4分流道與澆口連接形式分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用， 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以 減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，u形和六角形。要減少流道內的壓力損 失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積 與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝 料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在

33、該模具上取圓形形狀，直徑為4mmo分流道選用圓形截面：直徑d=4mm流道表面粗糙度：ra=1.6um6.3澆口的設計澆口：連接流道與型腔之間的一段細短通道。作用：調節控制料流速度、補料時間及防止倒流等。澆口的形狀、尺寸和進料位置等對塑件成型質量影響：澆口設計不合理會使塑件 產生缺陷，如縮孔、缺料、白斑、熔接痕、質脆、分解和翹曲等。因此正確設計澆口 是提高塑件質量的重耍環節。影響澆口設計的因素：塑料性能、塑件形狀、截面尺寸、模具結構及注射工藝參 數等。澆口設計的要求：使熔料以較快的速度進入并充滿型腔，同時在充滿后能適時冷 卻封閉。故澆口面積要小，長度要短，這樣可增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于

34、 塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質量。澆口設計的原則：(1) 澆口尺寸及位置選擇應避免熔體破裂而產生噴射和蠕動(蛇形流)噴射和蠕動的產生的缺陷：澆口的截面尺寸如果較小，且止對寬度和厚度較大的型 腔，則高速熔體流經澆口時，由于受較高的切應力作用，將會產生噴射和蠕動等熔體 破裂現象，在塑件上形成波紋狀痕跡，或在高速下噴岀高度定向的細絲或斷裂物，它 們很快冷卻變碩，與后來的塑料不能很好地熔合，而造成塑件的缺陷或表面疵瘢。噴 射還使型腔內的空氣難以順序排岀，形成焦痕和空氣泡。克服噴射和蠕動的辦法是加 大澆口截面尺寸，改換澆口位置并采用沖擊型澆口，即澆口開設方位止對型腔壁或粗 大的

35、型芯。這樣，當高速料流進入型腔時，直接沖擊在型腔壁或型芯上，從而降低了 流速，改變了流向，可均勻地填充型腔，使熔體破裂現象消失。圖6.5中a為澆口位置，圖a、c、為菲沖擊型澆口，圖b、d、f為沖擊型澆口,后者對提高塑件質量、克服表面缺陷較好，但塑料流動能量損失較大。圖6.5非沖擊型與沖擊型澆口(2) 澆口位置應開在塑件壁厚處:當塑件壁厚相差較大時，在避免噴射的前提下，為減少流動阻力，保證壓力有效 地傳遞到塑件厚壁部位以減少縮孔，應把澆口開設在塑件截面最厚處，這樣利于填充 補料。如塑件上有加強肋，則可利用加強肋作為流動通道以改善流動條件。(a)(b)(c)圖6.6澆i i位置收縮的影響圖6.6塑

36、件，選擇圖a的澆口位置，塑件因嚴重收縮而出現凹痕；圖b選在塑件 厚壁處，可克服上述缺陷；圖c選用直接澆口則大大改善了填充條件，提高了塑件質 量。(3) 澆口位置應遠離排氣位置：澆口位置應有利于排氣，通常澆口位置應遠離排氣部位，否則進入型腔的塑料熔 體會過早封閉排氣系統，致使型腔內氣體不能順利排出，影響塑件成型質量。圖6.7澆口位置對填充影響圖6.7 a澆口的位置，充模時，熔體立即封閉模具分型面處的排氣空隙，使型腔 內氣體無法排出，而在塑件頂部形成氣泡，改用圖b所示位置，則克服了上述缺陷。(4) 澆口位置應使流程最短，料流變向最少，并防止型芯變形在保證良好充填 條件的前提下，為減少流動能量的損失

37、，應使塑料流程最短，料流變向最少。(5) 澆口位置應盡量開設在不影響塑件外觀的部位如澆口開設在塑件的邊緣、 底部和內側。綜合考慮各種因素，該模具采用側澆口，其有以下特性： 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； 試模時如發現不當，容易及時修改； 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。6.4冷料穴的設計冷料穴是澆注系統的結構組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統流道中料流的 前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑 件的質量，另外還便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉 料桿的作用下，主流道凝

38、料從定模澆口套中被拉出，最后推岀機構開始工作，將塑件 和澆注系統凝料一起推出模外。冷料穴位于主流道的正對面的動模板上，其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷 料進入模具型腔而影響制品質量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、儲存冷料，另 一種除儲存冷料外述兼有拉出流道凝料作用，此處應用后者。7. 成型零部件的設計7.1成型零件結構設計構成模具型腔的零件統稱為成型零件，在本注塑模中主要包括凹模、凸模、側 型芯。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到制件質量，因此 要求它有足夠的強度、剛度、破度、耐磨性，以及承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力, 又足夠的精度和表面粗糙度(一般在rao.4mm以

39、下)，以保證塑料制品的表面光亮美 觀、容易脫模。一般來說，成型零件都應該進行熱處理，或預硬化處理，使其具有 hrc30以上的碩度。該模具型腔屬于中小型型腔。為了便于加工，保證型腔沿主分型面分開的兩半在 合模時的對中性，將凸凹模分別做成整體嵌入式，兩嵌塊的外輪廓斷面尺寸相同，分 別嵌入相互對中的動定模模板的通孔內為保證兩通孔的對中性良好，可以將動定模配 合后一道加工，或在高精度機床上分別加工。凸凹模鑲塊的外形采用帶軸肩臺階的圓柱形，然后分別從上下嵌入凸凹模的固定 板中，用墊板和螺釘將其固定。7.1.1對型腔徑向尺寸計算lpcp lp a / 2lmcp =上罵鋅cplpcp+slpcpscp-e

40、式中5型腔（孔）的最小尺寸；5型腔使用過程中允許的最大磨損量（取塑件總誤差的1/6, 一般在0.020.05mm 之間）；氏成型零件制造誤差（正值）;lp塑件（軸）的最大尺寸；a塑件公差（負值）。出于修模考慮，對型腔徑向尺寸來說易修大，預留一負修模余量°,標上制造公 差氏得型腔徑向名義尺寸：s = （spc _氏/ 2 -盅/ 2 -厲）+ 8tn對于注塑模，型腔磨損量很小時，可用下式計算：lm （lmpc 4”）+ 氐塑件徑向尺寸 '=80mm, lpcp=80-0.56/2=79.72mm ；lmcp=79.72/（ 1 -1 %）=80.53mm 模具型腔按it10級精

41、度制造，其制造偏差氏=02mm,s =（80.53-0.12）+0-12=80.41 如 mm7.1.2型腔的深度尺寸的計算根據文獻中的內容，型腔的深度尺寸按極限尺寸來計算，計算的公式是:hpcp=hp-a/2hp指塑件上的高，a為負偏差hpcp = 12-0.32/2=11.84mmhmcp = hpcp/(1 gscp)= 11.84/(1-1%)=11.96mm若取修模余量為盅/2,則當型腔容易修深時取值為負hm=hmcp知盅=12.016° 084 mm(3)對型腔進行力學設計：在塑料注塑成型過程中，注塑模的型腔內熔體壓力很高，其工作狀態可視為型腔 壓力高達1 oompa的耐

42、高壓容器。在成型零件中，凹模和動模墊板是構成型腔的主要 受力構件，經常需要對它們進行設計計算。由理論分析和生產實際證實，在塑料熔體的高壓作用下，小尺寸模具主要是強度 問題，首先要防止模具的塑性變形和斷裂破壞。因此，用強度條件計算公式進行凹模 壁厚和熱板厚度的設計計算。本注塑模具型腔為組式矩形凹模，依據強度條件進行凹模側壁和底板厚度的計算。 式中s型腔側壁厚度，mm；p型腔內熔體的壓力，mpa；hi承受熔體壓力的側壁高度，mm；表7凹模的側壁厚和底板的厚度的計算公式部位按強度計算按剛疫計算、件0 41時. fpf( 1 +心亍72刃側壁) ea(3-43)矩形凹模u半亍<0.41時.(3-

43、41 )底板(3-44)側壁底板v 2 (3-46)(3-47)./ 5/)6/”£>/32上74 5(3-48)1型腔側壁長邊長，mm；e鋼的彈性模量，取2.06xl05mpa；h型腔側壁總高度，mm；l5允許變形量，mm；r型腔內壁半徑；b矩形型腔側壁的短邊長，mm；h矩形底板（支承板）的厚度，mm；b底板總寬度，mm；l雙模腳間距，mima矩形成形型腔的邊長比，a=b/l；c由hi/1決定的系數，查表62由模腳（墊塊）之間距離和型腔短邊長度比1/b所決定的系數，查表63；c，由型腔長邊比決定的系數，查表74。表7.2系數c、w值hi/10.30.40.50.60.70.8

44、0.91.01.2c0.9030.5700.3300.1880.1170.0730.0450.0310.015w0.1080.1300.1480.1630.1760870.1970.2050.210表7.3系數a的值系數1.01.21.41.61.82.8>2.8a0.30780.38340.42560.46800.48720.49740.5000表7.4系數c的值1/b1.0l11.21.31.41.51.61.71.8c，0.01380.01640.01880.02090.02260.02400.02510.02600.0267在模具設計中我采用的是內嵌式凹模設計，故由表7.1得到=

45、 1.74mm為了使型腔選料、加工方便，降低制造難度，凹模側壁厚度取為4mm,凹模底板 就是動模板，厚度取為38mm。7.2成形零件加工工藝型腔板的加工工藝路線：備料鍛造熱處理銃平面平磨鉗工 劃線、加工螺孔銃鉆孑l電火花熱處理平磨。如下表所示：序號名稱內容0備料棒料1鍛造145mrnxl35mm><30mm2熱處理退火3銃平面銃六面至尺寸 140.5mmxl30.5mmx25.5mm4平磨磨六面至尺寸145mmxl35mmx25mm,保證上下平面與四平面互相垂直,垂直度為0.01mm/10mm對角尺5鉗工劃線劃型腔輪廓線、各孔線、加工螺孔并保證平面平整6銃按照零件圖所示銃出梳子除齒

46、外的輪廓槽及分流道和澆口槽7鉆孔(p20通孔，2-(p8冷卻水孔并保證同軸度(po.olmm8電火花用電火花成形加工出梳子齒槽9熱處理淬火回火達到40-43hrc磨上下平面10平磨7.3凸模的加工工藝規程凸模的加工工藝路線：備料鍛造熱處理銃平面平磨鉗工劃 線、加工螺孔銃鉆孔電火花熱處理平磨。以下用于電火花成形的工具電極為同一電極，該工具電極可采用純銅，用電火花 線切割的方法進行加工。如下表所示：表7.6凸模加工工藝過程序號名稱內容0備料棒料1鍛造145mmx59mmx30mm2熱處理退火3銃平面銃六面至尺寸 140.5mmx54.5mmx25.5mm4平磨磨六面至尺寸140mmx54mmx25

47、mm,保證上下平面與四平面互相垂直，垂直度為0.01mm/10mm、對角尺5鉗工劃線劃凸模輪廓線、各孔線、加工螺孔并保證平面平整6銃按照零件圖所示銃出梳子除梳齒外的輪廓槽7鉆孔(plo通孔，2呷5通孔8電火花用電火花成形加工出梳子齒槽9熱處理淬火冋火達到40-43hrc10平磨磨上下平面型腔板的機械加工工藝過程卡片及工序卡片見附表。8 推出機構的設計注塑模中的脫模機構可以在注塑的每一個循環中將塑件從型腔內或型芯上自動 的脫出模外。推桿脫模機構在生產實際中應用廣泛，是脫模機構的典型型式，它一般 包括推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板等組成，當開模到一定距離時，注塑機推岀 裝置推動推板并帶動所有推桿

48、、拉料桿和復位桿一道前進，將塑件和澆注系統一起推 出模外。合模時復位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復位桿一道 推回原位。根據塑件的形狀特點，模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推岀機構可 采用推桿推出機構、推件板推出機構。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具 成本，我們采用推桿推出機構，推桿推出機構結構簡單，推出平穩可靠，雖然推岀時 會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時不影響外觀，設立五個推桿平 衡布置，既達到了推出塑件的目的，乂降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的 前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mmo9. 模具排氣槽的設計當塑料熔體充填型腔時，必

49、須順序地排出型腔及澆注系統內的空氣及塑料受熱而 產生的氣體。如果氣體不能被順利排岀，塑料會由于填充不足而出現氣泡、接縫或表 面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容 器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽 的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設 計在分型面之間、推桿預模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙 值取 0.04 mmo10. 模具加熱和冷卻系統的設計本塑件在注射過程中不要求有太高的模溫，因而模具上可不開設加熱系統，是否 需要冷卻系統可作如下計算。設該模具平均工作溫度

50、為60。，用20。的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為25°,產量為(1 分鐘 1 模)1186.56g/ho(1) 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為q1,查有關文獻得abs的單位熱流量取 q2=3.98j/g：ql=wq2=1186.56g/hx3.98j/g=4722.50j(2) 求冷卻水的體積流量v:v=60cp& 12)5504.34_60x103x4.2x(25-20)=4xl03m3/min在選擇模具溫度時，應根據使用情況著重滿足制件的質量要求。在注射模具屮溶體從200°c,左右降低到60°c左右，所釋放的能量5%以輻射，對 流的方式散發

51、到大氣中，其余95%由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間主要取決 與冷卻系統的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環周期的2/3。縮短循環周期的 冷卻時間是提高是提高生產效率的關鍵。在冷卻水冷卻過程屮，在湍流下的熱傳遞是 層流的1020倍。在此我選擇湍流。根據冷卻水處于湍流狀態下的流速v與冷卻水道直徑d的關系(見下表)，確定模具 冷卻水道的直徑d=8mm。表10.1冷卻水道流速與水道直徑的關系冷卻水道直d/ (mm)最低流量v/ (m/s)流量 qv/ (m3/min)81.665x1()7101.326.2x107121.107.4幻0一3因為該塑件材料為abs, 成型溫度要求不高，并且塑件的

52、體積并不大，所需冷 卻系統要求不高，所以，在此開兩條直通孔冷卻水道即可達到冷卻效果。11. 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖11.1本模具總裝圖和非標零件工作圖見附圖11.2模具的裝配過程模具裝配就是把組成模具的零部件按圖紙的要求連接或固定起來，使之成為滿足 一定成形工藝要求的專用工藝裝備的工藝過程在裝配時，零件或相鄰單元的配合和連接均需按裝配工藝確定的裝配基準進行定 位與固定，以保證他們之間的配合精度和位置精度，從而保證模具凸模與凹模間精密 均勻的配合、模具開合運動及其他輔助機構運動的精確性，進而保證制件的精度和質 量，保證模具的使用性能和壽命。型芯壓入前，通常在尚定板的孔口加工出工藝倒角或引

53、入錐度，有利于型芯壓入組裝和 保證型芯垂直度。將型芯尖角部位修成r0.3圓弧，或將固定板孔角部用鋸條修出槽, 型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔， 將預加工的型芯精修成型，將動定模尚定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾 緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求， 分別將導套，導柱壓入定模，固定模并檢查導套，導柱的松緊程度，將定模上平面磨 平，然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導滑槽，并推至端面與定模定 位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時分型面間留有0.2mm 的間隙，此間隙可用塞尺檢查。

54、用壓力機將澆口套壓入定模板，將定模板，復鉆螺孔 后，擰入螺釘和敲入銷釘緊同，將動模板，支架復鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完 成后，檢查制品，驗證模具質量狀況，發現問題可以調整。導柱導套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝 配基準時，則導柱導套孔的加工順序應安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進行， 若塑件結構形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，或者模具設有斜滑塊機構 時，則要先加工裝配導柱導套，作為模具裝配基準。未淬碩模板上導柱導套孔的加工，可在坐標鏗床上分別加工或將動，定模板疊合在一 起用工藝銷釘定位后在車床，立銃和鎮床上加工。11.3本模具的工作原理模具安裝在注塑機上，定模部分i占1定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的 動模板上。合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經流道注入型腔，經保壓，冷卻后塑件成 型，注塑完成。開模時動模部分隨動模板一起漸漸將分型面打開，當動模移到一定距 離后，注射機的頂桿帶動推