毕业论文-盖类的塑件注射模具设计.doc

前 言
随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量及成本。
注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。
传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅助工程CAE。
我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。
毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。
本说明书的内容是座椅铰链盖注塑模具设计，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。
本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。

摘 要

本次毕业设计的题目是：盖类的塑件注射模。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件土及编制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。

关键词：分型面；浇口；型腔；型芯；脱摸力。

ABSTRACT

The graduation design topic is: hinge cover of plastics injection mold. This design is mainly through to the plastic parts of shape, size and precision of the requirements to the injection molding process of feasibility analysis. Plastic parts forming technology of plastic parts mainly includes the wall thickness, Angle and rounded and whether any core-pulling mechanism. Through the above analysis to determine the parting surface mold cavity, the gate number, form, position size; One of the most important is sure cores and mold structure, such as the is adopt and or set spelling type, as well as their orientation and solid tight way. In addition, it also analyzes the stress die, the design of the de molding mechanism, mold clamping mechanism design, the design of the cooling system. Finally draw complete the mold assembly layout and the main mold parts of earth and molding parts and components manufacturing processing process card.
Keywords: keywords: the parting surface, gate, cavity, cores, take off touch force.

目 录

前 言 1
1 引 言 5
1.1 国际国内塑料成型模具发展概况 5
1.2 我国模具设计技术今后发展方向 6
1.3注塑模的设计特点和设计过程简介 7
1.3.1基本要求与注意事项 7
1.3.2 注塑模设计程序 8
2.塑料制品工艺分析 12
3. 塑料的成型特性及工艺参数 14
4. 注塑设备的选择 16
4.1 计算塑件的体积和重量 16
4.2 确定型腔数选择注塑机 16
4.3注塑机基本参数 17
5. 塑料件的工艺尺寸的计算 18
5.1 型芯设计 18
5.2 型腔设计 19
5.3 型腔、型芯工作尺寸的计算 19
6. 型腔壁厚的确定 20
7. 浇注系统 22
7.1 分型面的选择 23
7.2 浇口套的选用 23
7.3 分流道的布置 24
7.4 浇口的设计 25
8 . 脱模机构的设计与合模导向结构设计 27
8.1脱模结构设计 27
8.2合模导向机构的设计 27
9. 排气系统和温度调节系统的设计 29
9.1 排气系统 29
9.2 温度调节系统的设计 29
10. 注射机有关工艺参数的校核 30
10.1注射量的校核 30
10.2锁模力的校核 31
10.3注射机安装模具部分的尺寸校核 31
11. 绘制装配图 31
13. 模具的安装试模 33
13.1试模前的准备 33
13.2模具的安装及调试 33
13.3试模 34
结 论 37
致谢 39
【参考文献】 40

1 引 言

1.1 国际国内塑料成型模具发展概况
80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速为13%，2003年我国模具工业产值为375亿，至2007年我国模具总产值约为525亿元，其中塑料模约35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
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盘等塑料模具，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模具有限公司制造多腔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0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表1-1。
表1-1 国内外塑料模具技术比较表
项目
国外
国内
注塑模型腔精度
0.005～0.01mm
0.02～0.05mm
型腔表面粗糙度
Ra0.01～0.05μm
Ra0.20μm
非淬火钢模具寿命
10～60万次
10～30万次
淬火钢模具寿命
160～300万次
50～100万次
热流道模具使用率
80%以上
总体不足10%
标准化程度
70～80%
小于30%
在模具行业占有量
30～40%
25～30%
成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、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。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。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。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大。
在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。
近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ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。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%～80%相比，仍有差距。
1.2 我国模具设计技术今后发展方向
（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。
（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。
（4）开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。
（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。
（6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
1.3注塑模的设计特点和设计过程简介
热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其充模流动特性及收缩率也不同。基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料绞链制品。
1.3.1基本要求与注意事项
合理地选择模具结构：根据塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见，进行分析讨论，以使设计出的模具结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图纸的要求，但需征得用户同意后方可实施。正确地确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，需特别注意。计算成型零件尺寸时，一般可采用平均收缩率法。对精度较高并需控制修模余量，可按公差带法计算，对于大型精密制件，最好能用类比法，实测塑件几何形状在不同方向上的收缩率进行计算。
设计的模具应当制造方便：设计模具时，尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜。特别那些比较复杂的成型零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工还是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎样进行组装，类似问题在设计模具时均应考虑和解决，同时还应考虑到试模以后的修模，要留有足够的修模余量。
充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工，尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔、槽、凸、凹等部分，减少浇口、溢边的尺寸，避免不必要的后加工。但应将模具设计与制造的可行性与经济性综合考虑，防止片面性。
设计的模具应当效率高、安全可靠：这一要求涉及到模具设计的许多方面，如浇注系统需充模和闭模快，模具零件应是耐磨耐用类零件，应对其材料温调系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高等。
模具零件的耐用度影响整个模具的使用寿命，为此还应考虑如何但需注意零件寿命与模具相适应。
模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施。
1.3.2 注塑模设计程序
注塑模具是一个专业性很强的学科，对理论和实践要求都很强，其设计过程
一般可分为一下步骤。
1.3.2.1 接受任务书
“模具设计任务书”通常由模具设计人员以“模具设计任务书”为依据进行模具设计。包括：
① 、经过审签的正规塑料制件图纸，并注明所用塑料的牌号与要求（如色泽、透明度等）
② 、塑料制件的说明书或技术要求；
③、 成型方法；
④、 生产数量；
⑤ 、塑料制件样品；
1.3.2.2调研、消化原始资料
收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料，以备设计模具时使用。
1.3.2.3选择成型设备
模具与设备必须配套使用。因为多数情况下都是根据成型设备的种类来进行模具设为此，在设汁模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。
以注塑机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式与即离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最大与最小厚度、模板行程竿，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与使用。
1.3.2.4 拟定模具结构方案
理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起：
( l ）塑件成型 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；
( 2 ）型腔布置 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高低等确定型腔的数量与排列方式；
( 3 ）选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；
( 4 ）确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴（冷料井），浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；
( 5 ）选择脱模方式 考虑开模、分型的方法与顺序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱模零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分型气抽芯机构的选择与设计；
( 6 ）模温调节 模温的测量方法，冷却水孔道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；
( 7 ）确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（支承与联接如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。
结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据。
1.3.2.5方案的讨论与论证
拟定初步方案时，应广开思路，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合埋的方案。
1.3.2.6绘制模具装配图
装配图尽量采用1: 1 的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，先从模腔开始，由里向外，一般采用3-4个视图。主要内容有：
型腔与型芯的结构；
浇注系统、排气系统的结构形式；
分型面及分型脱模机构；
合模导向与复位机构；
冷却或加热系统的结构形式与部位；
安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置；
确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。
绘制模具装配图时应注意做到以下几点：
① 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的结构草图，
② 将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全；
③ 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求按标准画在正式图纸上（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求确定的尺寸要求等）,（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修等）。
④ 全面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。
1.3.2.7绘制零件图
绘制零件图时应注意做到以下几点：
① 凡需自制的零件都应画出单独的零件图
② 图形尽可能按1 正确，布置得当；
③ 统一考虑尺寸形位公差、表面粗糙度的标准方法与位置，避免拥挤与十可将用得最多的一种粗糙度以“其余”’的形式标于图纸右上角；
④ 零件图的编号应与装配图中的序号一致；
⑤ 标注技木要求，填写标题栏；
1.3.2.8编写设计说明书
编写设计说明书有以下内容：
设计题目或设计任务书；
目录；
塑件分析（含塑件图）；
塑料材料的成型特性与工艺参数；
设备的选择：设备的型号、主要参数及有关参数的校核；
浇注系统的设计：塑件成型位置，分型面的选择，主流道、分流道、浇口、排气槽的形式、部位与尺寸以及流长比的校核等；
成型零部件的设计与计算：型腔、型芯的结构设计、尺寸计算、强度校核等；
脱模机构的设计：脱模力的计算，拉料机构、顶出机构、复位机构等的结构形、安装定位、尺寸配合以及某些构件所需的强度、刚度或稳定性校核；
侧抽芯机构的设计：抽拔距与抽拔力的计算，抽芯机构的形式、结构、尺寸以及必要的验算；
脱螺纹机构的设计：脱模方式的选择，止转方法、驱动装置、传动系统、补偿机构等的设计与计算；
设计小结：体会、建议等；
参考资料：资料编号、名称、作者、出版年月。
在编写过程中要注意：文字简明通顺，缮写整齐清晰，计算正确完整，并要画出与设计计算有关的结构简图。计算部分只要求列出公式、代人数据，求出结果即可，运算过程可以省略。写好后校对，最后装订成册。
2.塑料制品工艺分析

塑料制件主要根据使用要求进行设计,除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外,还应考虑塑件的结构工艺性,塑件结构工艺性的主要内容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形状,壁厚,斜度,加强筋,支撑面,圆角,孔,螺纹,嵌件,铰链,标记,符号和文字。据所给零件的结构,本设计从以下几方面对其分析：

塑件壁厚分析：塑件壁厚的设计与塑件原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足以下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表2-1为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。
表2-1热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值
塑料类型
制件流程50mm的最小壁厚/mm
一般制件的壁厚/mm
大型制件的壁厚/mm
聚丙烯（pp）
0.85
2.45-2.75
>2.4-3.2
脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。
一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。
①斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。
②脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30′～1°30′。
塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：
1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。
2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。
3 当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。
4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。
5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。
6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30′的脱模斜度。
表面粗糙度分析：塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决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级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，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，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.2~0.4mm。

3. 塑料的成型特性及工艺参数
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。
注塑模工艺条件：
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14

收缩率 % 0.3~0.8

熔 点 ℃ 130~160

热变形温度 45N/cm 65~98

弯曲强度 Mpa 80

拉伸强度 MPa 35~49

拉伸弹性模量 GPa 1.8

弯曲弹性模量 Gpa 1.4

压缩强度 Mpa 18~39

缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20

硬 度 HR R62~86

体积电阻系数 Ωcm 1013

击穿电压 Kv.mm-1 15

介电常数 60Hz3.7

注塑机类型：螺杆式

喷嘴形式： 通用式

料筒一区 150——170

料筒二区 180——190

料筒三区 200——210

喷嘴温度 180——190

模具温度 50——70

注塑压 60——100

保压 40——60

注塑时间 2——5

保压时间 5——10

冷却时间 5——15

周期 15——30

后处理 红外线烘箱

温度（70）

时间（0.3——1）

4. 注塑设备的选择
4.1 计算塑件的体积和重量

体积：如图所示为产品造型示意图，可以将该产品看作是立方体，其体积计算可等效为立方体的计算方法：V=117×42×3=14742mm³

质量：材料ABS的密度取=1.14g/ cm3，则单个塑件的质量m=V=16.8g。
4.2 确定型腔数选择注塑机
根据以上所计算的结果，由于制件的大小和客户要求采取一模两腔，可决定设备型号、规格。注射机的额定注射量为V（额）每次的注射量不超过它的80%，
浇注系统的体积可以等效圆锥：v（浇）=2.2cm³,m=2.5g

V（注）=2*16.8+2.5=36.1
0.8V（额）≥V（注）=36.1g V（额）≥45g
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。
4.3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 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。
根据以上计算以及模具总高度和《模具设计与制造简明手册》表2-40选择注射机XS-ZY-250螺杆式注射机，其参数如下：
额定注射量：250
螺杆直径：50mm
注射压力：130Mpa
锁模力：1800KN
模板行程：500mm
模具最大厚度：350mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：598×520mm
拉杆空间：448×370mm
定位孔直径：100mm
合模方式：液压—机械

5. 塑料件的工艺尺寸的计算
5.1 型芯设计
1）、型芯的尺寸计算
a)、型芯的尺寸按以下公式计算
D=〈〔1+〕d+xΔ〉
式中D—型芯外径尺寸
d—塑件内形尺寸
Δ—塑件公差
—塑料平均收缩率
—成形零件制造公差,取Δ/2。
5.2 型腔设计
1）、型腔径向尺寸按以下公式计算
D=〈〔1+〕d－xΔ〉
式中D—型腔的内形尺寸
d—塑件外形基本尺寸
Δ— 塑件公差
—塑料平均收缩率
—成形零件制造公差,取Δ/2。
2)、型腔深度尺寸按以下公式计算
=
式中—型腔深度
—塑件外形高度尺寸
Δ— 塑件公差
—塑料平均收缩率
—成形零件制造公差,取
由于该产品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在机床上加工就可以直接投入使用，不需要经过其它的特殊加工。考虑模具的修模以及型芯的磨损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值。而型腔则取大值，型腔的表面粗糟将决定产品的外观，因此型腔的表面粗糙度则要求较高，一般取Ra0.4～Ra0.8。在本次设计中，型腔取Ra0.8。
X——综合修正系数（考虑塑料收缩率的偏差和波动，成型零件的磨损等因素），塑件精度低、批量较小时，X取1/2；塑件精度高、批量比较大，X取3/4，根据设计要求取X为0.5。
5.3 型腔、型芯工作尺寸的计算
要计算型芯、型腔的工作尺寸，必先确定塑件的公差及模具的制造公差。根据要求塑件精度取五级精度。根据塑料制件公差数值表（SJ1372—78）塑件在五级精度下，基本尺寸对应的尺寸公差如下：
基本尺寸㎜
公差㎜
基本尺寸㎜
公差㎜
＜3
0.16
3~6
0.18
6~10
0.20
10~14
0.22
14~18
0.24
18~24
0.28
24~30
0.32
30~40
0.36
40~50
0.40
50~65
0.46
65~80
0.52
80~100
0.60
100~120
0.68

1、 型腔：宽度方向d=200；取=0.25%（以下收缩率都取0.25%）
根据公式D=〈〔1+〕d－xΔ〉得；
D=[（1+0.0025）×200－0.5×0.60]=200.2
长度方向 d2’=200
D2’=[（1+0.0025）×200－0.5×0.68]=200.16
2、型腔深度：H=7 ; X=0.4
根据公式 =得；
H=[(1+0.0025) ×7+0.4×0.18]=7.0895
3、型芯：
根据公式D=〈〔1+〕d+xΔ〉得；
1）宽度方向d=200
D=[（1+0.0025）×200+0.5×0.60]=200.8
2）长度方向d=200
D=[（1+0.0025）×200+0.5×0.68]=200.84

6. 型腔壁厚的确定
塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑件熔体的压力，在塑件熔体的压力作用下，型腔将发生内应力及变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对刚度和强度都有要求。
但是，实践证明，模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾，对大型腔，按刚度条件，对小型腔则按强度条件计算即可。（在本设计中按强度条件来计算），型芯型腔的示意图

型腔

型芯
7. 浇注系统
浇注系统的设计原则：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。
7.1 分型面的选择
分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。外表质量：分型面最