台扇电机前塑料罩注塑模具设计毕业设计.doc

学号： 毕业设计(论文)题目：台扇电机前塑料罩注塑模具设计作者： 届别： 2009届 系别：机械与电气工程系 指导教师： 李凯旋 专业：机械设计制造及其自动化 职称： 高级工程师 完成时间： 2009年4月 摘 要本文讨论了台扇电机外表前塑料罩注塑模具设计模设计过程。介绍了注塑模成型工艺和注塑模具的结构及工作原理。台扇电机外表前塑料罩采用的是塑料ABS，热塑性塑料的主要成型工艺是注射成型，因此，台扇电机外表前塑料罩成型方法采用浇注成型。本设计对台扇电机外表前塑料罩结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统等，选择了浇注机，计算了成型零部件的尺寸。确定了模具浇口、限位装置、顶出机构和导柱导套，这样设计出的结构可确保模具工作可靠和灵活。最后对注射机进行选择和校核。用AUTOCAD绘制了一套模具装配图和零件图。通过本次设计对浇注模具有了更深的认识，了解浇注模具结构及工作原理。 关键词：ABS塑料；注塑模；分型面；浇注系统；注射机；成型零件。 ABSTRACT This article discussed the injection mold structure of the fomer plastic cover of the desk fan motor , and introduced injection moulding process, the structure of the c injection mold and working principle. The fomer plastic cover of the desk fan motor is made of ABS plastic, whose moulding process mostly is injection moulding , therefore using the casting moulding. The sructure of the fomer plastic cover has been analysised . The parting surface and the casting system has been determined. The casting maching has been selected and the size of the forming parts have been calculated. Using the side gate, the introduction agencies asynchronous, guided column-oriented, lateral oblique derivative type column with the pump core.This structure can be designed to ensure reliable and flexible molds. Finally, injection machine has been selected and checked. A mold assembly drawings and parts diagram were drawed with AUTOCAD.Through this design I got a deeper understanding with the stucture and work principle of the casting mold Key words: ABS plastic; injection mold; surface; casting system; injection machine; molding parts 目录摘 要IABSTRACTII1 前言11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2注塑模具在国外的发展状况21.3注射模具在国内的发展状况22注塑件的设计32.1 材料选择32.2功能设计42.3 结构设计42.3.1 塑件结构图52.3.2 壁厚52.3.3 圆角52.3.4脱模斜度62.4 塑件的尺寸精度及表面质量62.4.1 尺寸精度62.4.2塑件的表面质量73 注塑成型的准备73.1 注塑成型工艺简介73.2 注塑成型工艺条件83.3注塑机的选择103.3.1 注塑机基本参数103.3.2选择注塑机113.4注射机的校核123.4.1注射压力的校核123.4.2锁模力的校核123.4.3开模行程与推出机构的校核123.4.4安装部分相关尺寸的校核133.4.5模具外形尺寸校核133.4.6模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系134模具设计134.1塑料配方说明134.2模具材料的选择144.3分型面的确定144.5浇注系统设计154.5.1主流道164.5.2浇口的设计164.5.3分流道的设计174.6 成型零件工作尺寸的计算174.6 .1型芯径向尺寸计算174.6 .2型腔成型尺寸计算184.6.3型腔壁厚和底板厚度计算194.7 模架的确定与选用194.7 .1模架的确定194.7 .2模架的选用204.8 型腔与型芯工艺设计204.8.1型腔加工工艺过程204.8.2型芯加工工艺过程224.9 顶出系统设计234.9.1脱模力的计算234.9.2脱模版厚度计算：234.10导向与定位机构244.11排气设计254.12温度调节系统设计255开模过程266 总结26参考文献27致 谢 词271 前言1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备，它的作用是控制和限制材料的流动，使之形成所需要的形体。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。 模具的主要类型有 ：冲模，锻模，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标注，它在很大的程度上决定着产品的质量，效益喝新产品的开发能力。振兴喝发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府的 关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业是高新技术产业的一个组成部分，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。CADCAECAM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。 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。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具数量出口少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的书控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，共同外贸渠道，模具出口将有很大的发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2注塑模具在国外的发展状况注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进、提高和改善1.3注射模具在国内的发展状况近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。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2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。今后，我国模具行业应在以下几个方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离：（1） 注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2） 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低磨具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日益广泛。（3） 推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个种药品里程碑。事实证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，课显著的提高模具设计制造水平。（4） 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断的提高，基于快速成型的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。2注塑件的设计2.1 材料选择 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 ABS是一种综合性能十分良好的树脂、无毒、微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%-0.8%范围内。若经玻纤增强后可以减少到0.2%-0.4%，而且绝少出现塑后收缩。 ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。 ABS尚具有良好的配混性，可与多种树脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的应用领域，ABS若与MMA掺混可制成透明ABS，透光率可达80%。ABS树脂在器具方面一般为大型器具如冰箱、冰柜、食品箱等和小型器具和食品加工机，吸尘器、吹风机、缝纫机的外罩和室内空调器、加湿器等。2.2功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用的功能，并且达到一定的技术指标。该塑件是工业用品，承受外力的几率不太大，如冲击载荷、振动、摩擦等情况比较少。塑件的工作温度是温室，这个使得在材料选择时对热变形温度、脆化温度、分解温度的要求降低。作为一种常用的工业用品，生产批量应该是大批量生产，因此就必须考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素。2.3 结构设计塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适用性。在塑料生产过程中，一方面成型会对塑件的结构，形状，尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具结构的复杂程度和制造难度，保证生产出物美价廉的产品；另一方面，模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清楚塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。2.3.1 塑件结构图 图1 塑件结构图该塑料罩是一个普通的塑料制件，通过对原零件图的分析之需要在转折的地方设计圆角以避免应力集中，同时要设计拔模斜度。2.3.2 壁厚 各种塑件，不论是结构还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度，一般的的说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低成本，而其使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可以避免因过厚产生的凹陷，缩孔，夹心等质量上的缺陷。本产品已经给出了厚度为3MM。2.3.3 圆角塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特殊要求是才采用尖角结构。尖角如意产生应力集中，在受力或受冲击载荷时发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角的取值与应力集中的关系遵循R/T函数关系，当R/T0.3时应力容易集中，当R./T=0.6 以后应力集中变缓和，该塑件的圆角取值R5.2.3.4脱模斜度由于塑件成型时冷却过程中产生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上，未来便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度。以下是ABS产品光面的脱模斜度推荐值：制件外表面 制件内表面35° 1°30 30 402.4 塑件的尺寸精度及表面质量2.4.1 尺寸精度（1） 尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准。然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可。根据精度等级选用表，ABS的高精度为MT2级，一般精度为MT3级。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在80范围内，取MT2B级的公差数值为0.44MM，MT3B级的公差数值为0.66MM。（2）尺寸精度的组成及影响因素主要有模具、塑料材料以及成型工艺。 （3）制品尺寸误差构成为： (2-1) 公式中 制件中的成型误差 塑件收缩率波动所引起的误差 模具成型零件制造精度所引起的误差: 模具磨损后所引起的误差 模具安装,配合间隙引起的误差;2.4.2塑件的表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表层的物理力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表面缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，益料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度决定性因素，通常要比塑件高出12个等级：即为MT1B级，其公差数值为0.17m。3 注塑成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，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件。一般分为三个阶段的工作：（1）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况、有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥。若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹。有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。（2）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束，由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。（3）制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能、光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1020度至热变形温度以下1020度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液。（沸点为121，加热温度为100121，保温时间与制件厚度有关，通常取29小时。）3.2 注塑成型工艺条件1）温度；ABS料与温度的经验数据如表3-1所示.。表3-1 温度的经验数据 料筒温度/°C 喷嘴温度/°C 模具温度/°C热变形温度/°C后段中段前段 170180 0.185MAP5080 0.45MAP83108 150170901081651801802002）压力；注射成型过程中的压力包括注射压力、保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高。3)时间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为58秒，保压时间一般为2060秒，冷却时间一般为2040秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表3-2所示。表3-2 成型周期与壁厚关系制件壁厚/MM成型周期/S制件壁厚/MM成型周期/S0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0254.085经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表3-3所示。表3-3 制品成型工艺参数初步确定特性 内容特性 内容 注塑机类型螺杆式螺杆转速（r/min）290喷嘴形式直通式模具温度80120喷嘴温度() 250后段温度()150210中段温度() 170230前段温度()190250注射压力MPa 294246保压力MPa80注射时间s 5保压时间 s25冷却时间s 30其他时间s5成型周期s 65成型收缩(%)0.6干燥温度() 80100干燥时间(h)13后处理温度70°C(红外线,烘箱)保温时间2小时.3.3注塑机的选择3.3.1 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3-4所示。表3-4 注射量与注射时间的关系注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755 (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。3.3.2选择注塑机 由注射量选定注射机（材料密度为1.05）总体积V=112.3 cm；总质量m=73g；V实=1.2537532×104+2698.298125=96.15 cm；m实=101.5g。 根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：0.8V公V实V公=126.875 cm结合上面的计算，初步确定注塑机为表3-2所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-100/60，主要技术参数如下。表2：国产注射机SZ-25/25技术参数表特性内容特性内容结构类型立拉杆内向距(mm)440340理论注射容积（cm）100移模行程(mm)260螺杆(柱塞)直径(mm)35最大模具厚度(mm)340注射压力(MPa)150最小模具厚度(mm)10锁模力(KN)600喷嘴球半径(mm)123.4注射机的校核3.4.1注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件成型时所需要的注射压力P0，塑件成型时所需要的压力一般由塑料的流动性、塑件的结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定，其值一般为70150MPa。ABS所需的注射压力P0如表3所示。表3： PC所需的注射压力P0塑料注射条件厚壁件中等厚壁件难流动的薄壁窄浇口件ABS100120120150>150Pp0，满足条件。3.4.2锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即F锁F胀=A分·P型式中，F锁-注射机的额定锁模力（N）； P型-模具型腔内塑料熔体平均压力MPa，一般为注射压力的0.30.65倍，通常为2040MPa； A分-塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（2）。F锁F胀=A分·P型=702640+3.14×552×40=452740N F锁F胀满足要求。3.4.3开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。3.4.4安装部分相关尺寸的校核喷嘴尺寸：主流道的始端球面半径R应比注射机喷嘴头球面半径R0大12，主流道小端直径d应比喷嘴直径d0大0.51，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。定位圈与注射机固定板的关系：模具定模座板上的定位圈要求与主流道同心，并与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。定位圈的高度对小型模具为810，对大型模具为1015。此外，对中、小型模具一般只在定模座板上设定位圈，而对大型模具，可在动模座、定模座板上同时设定位圈。3.4.5模具外形尺寸校核注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸，模具长度方向的尺寸要与注射机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注射机的工作台面上。3.4.6模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系Hmin Hm Hmax 10 304 340式中，Hm所设计的模具闭合后总厚度304； Hmin注射机所允许的最小模具厚度10； Hmax注射机所允许的最大模具厚度340。4模具设计4.1塑料配方说明塑料配方设计师塑料制品成型加工中在加工设备和工艺参数确定之后所必须进行的重要环节，设计水平的高低直接关系到塑料制品的最终实用性能的优劣。也是应用现代技术队塑料进行改性的过程，其技术含量极高。一个成功配方的生产是多年实践经验与应用高科技术的结局。塑料是以高分子聚合物为主要成分，加入一定量的添加剂而组成的一种混合物，添加剂是由一系列为改变所料的某些性能而添加的混合物，通常为填充剂，增添剂，稳定剂，润滑剂，着色剂等。根据ABS的特性及使用性能要求，配方中英还有以下添加剂。填充剂 玻璃微珠 润滑剂 硬脂酸及其盐类着色剂 黑色 抗菌剂 磷酸锆系银离子抗菌剂4.2模具材料的选择 现有的模具模架已经标准化，所以在模具材料的选择时主要根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料，如何合理的选择磨具钢，是关系到模具质量的前提条件，如果选材不当则所有的精密加工所投入的工时，设备费用将浪费。在选择磨具钢时，首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能考虑：硬度的主要指标之一，模具在搞应力作用下欲保持尺寸不变，必须有足够的硬度，当承受冲击载荷时还要考虑折断，崩刃问题，所以韧性也是一重要指标，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，从ABS特性看，这三项指标必须满足的。从工艺性能考虑：要热加工工艺好，加工温度范围宽，冷加工性能如切削，铣削，抛光等加工性能好，此外还要考虑淬透性和淬硬性，热处理变形和氧化脱碳等性能，另外从经济考虑，要求材料来源广，价格低。由于本产品生产批量小，型腔结构不是太复杂，表面精度只要达到一般要求即可。经查手册选择模仁的材料是40Cr。该钢机械加工性能较好，经热处理（经两次淬火及后会后），具有较高的强度和耐磨性，同时保证新报具有较好的强度和韧性。回火后硬度约为4852HRC。4.3分型面的确定 根据分型面的选择原则：（1）便于塑件脱模；（2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）外观不遭到损坏；（4）有利于排汽和模具的加工方便。结合该产品的结构，分型面确定在塑件的最大投影面积上。下图为本次设计的分型 图2 分型面结构图4.4浇口确定ABS料的流动性好，可适用于各种浇口。本模具为一模一腔结构 所以采用点浇口。4.5浇注系统设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口位置的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要之一。图3浇注系统结构图4.5.1主流道 图4主流道尺寸主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要实际要点为：主流道圆锥角=4°,内壁粗糙度为Ra=0.63m。主流道大端呈圆角,半径r=2,以减小料流转向过度时的阻力。其小端直径D2=D1+(0.51)。主流道的一端常设计成带凸台的圆盘，其高度为8并与注射机固定模板的定位孔间隙配合，衬套的球形凹坑深度取5。R2=R1+(12) 查表取D2=4 D1=3 D3=5.5 在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60，过长则会影响熔体的顺利充型。 主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。 主流道衬套选用T8制造。热处理强度为5256HRC。4.5.2浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道,它是浇注系统的关键部分。本模具才用侧浇口，开设在分型面上，从塑件侧面进料，它能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间,因而国外称之为标准浇口，一般取宽1.55，厚0.52.0，长0.72，表面粗糙度Ra不低于0.4m，截面形状为矩形，侧浇口可根据塑件的形状特点灵活地选择浇口位置以改善填充条件。取l=2，d=2.0。4.5.3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。由于塑件的形状是圆形，所以在分型面上开设两条分流道。分流道的断面形状采用圆形，减少料流阻力，压力损失小。圆形分流道断面的直径D一般在212的范围内变动，对流动性差的ABS，直径可达12，即D=12。分流道的断面面积应不小于其上各浇口断面之和，表面粗糙度一般达Ra=3.21.6m即可1。4.6 成型零件工作尺寸的计算一般情况下，影响成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差z、模具磨损量c以及塑件的收缩率S这三项。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算。前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种计算比较复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法4.6 .1型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸的计算： 型芯高度尺寸的计算： 型芯中心到成型面大端距离的计算： 型芯中心到成型面小端距离的计算： Ls是塑件内型腔尺寸，公差为正值“+”，制造公差为负值“-z”。hs是制品孔深，公差为正值“+”，制造公差为负值“-z”。z/2是型腔的单边磨损量。4.6 .2型腔成型尺寸计算（1）凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上限差。模具工作尺寸与塑件尺寸的关系如图4-5所示：1）凹模径向尺寸计算=(1+0.005) 120-3/40.40 =120.3mm式中 Lm凹模尺寸塑件的公差值；塑件尺寸公差根据GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT2B级，由尺寸段决定值的大小；制造公差，= /3 塑件的平均收缩率，=0.005.2）凹模深度尺寸的计算 式中 Hs塑件的凹模测高度尺寸，Hs=54mm图5凹凸模尺寸4.6.3型腔壁厚和底板厚度计算按刚度条件计算型腔壁厚和底板厚度：(单位：mm)