饭盒上盖注塑模具设计毕业论文设计.doc

本科生毕业设计（论文）设计（论文）题目 饭盒上盖注塑模具设计 分 院 信息与机电分院 专 业 班 级 材料成型及控制工程091 饭盒上盖注塑模具设计 摘要：本文主要阐述和说明饭盒上盖的造型设计和成形零件模具设计的过程。通过运用模具设计基础和CAD/CAM等这些课程的知识去做一次模具设计的实践，并在这次实践中锻炼自己用理论知识来解决实际问题的能力。这个毕业设计是日常产品的设计的典型实例，这对于提高我以后的设计水平有一定的帮助，也相应带动了工业产品高速与持续发展。希望以后能为人们设计出更多更好的产品，造福人类，造福社会。关键词：饭盒上盖;模具设计；CAD；CAMLunch Box Cover Cap Injection Mold Design Material forming and control engineering class 091 Xu kai Instructor:Yuan Hong Bin Abstract：This paper presents and explains the process of lunch box cover cap design and forming parts mold design.using the knowledge of courses as basis of mold design and CAD/CAM and so on to carry out a practice of mold design , and exercise my ability of using theory knowledge to slove actual problems in this practice .This graduation paper is a common case in design of daily products ,it is helpful for me to improve my latter designing level,and correspondingly drive fast and continuous development of industry products. i hope that i can design more and better products, for the benefit of humanity, benefit the society. Key words: lunch box cover cap; mold design; CAD;CAM 目录第1章绪论11.1背景11.2 概 况21.3发 展21.4毕业设计内容概述4第2章 方案确定42.1塑件分析4 2.1.1塑件外形分析4 2.1.2 塑件的尺寸与公差及设计基准4 2.1.3塑件所用塑料名称与性能及工艺参数4 2.1.4 塑件结构要素52.2 注射机的选择52.3 拟定模具结构方案5第3章 模具总体结构设计63.1 浇注系统6 3.1.1浇注系统的总体构成6 3.1.2 主流道设计7 3.1.3 分流道的设计8 3.1.4 浇口设计8 3.1.5 分型面的设计9 3.1.6排气槽的设计103.2成型部分及零部件11 3.2.1型腔数的确定11 3.2.2 一般凹凸膜结构设计11 3.2.3 成型零件工作尺寸11 3.2.4 型腔壁厚计算123.3脱模机构13 3.3.1 脱模机构的构成与功能13 3.3.2 取出机构的方式13 3.3.3 脱出机构设计原则13 3.3.4 塑件的脱出机构设计13 3.3.5 浇注系统凝料的脱出部件设计15 3.3.6 拉料机构153.4侧向抽芯及合模导向机构16 3.4.1侧向抽芯机构设计16 3.4.2合模导向机构设计163.5冷却系统17 3.5.1 冷却装置设计分析17 3.5.2冷却装置的理论计算17 3.5.3 冷却回路的布置19第4章 模体结构设计20结论21参考文献21致 谢22附 录232饭盒上盖注塑模具设计材料成型及控制工程专业091班徐凯 指导教师袁鸿斌第1章绪论 1.1背景 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具加工制造和塑件生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。 随着塑料制品的应用日渐广泛,为塑料模具提供了一个广阔的市场,同时对模具也提出了更高的要求。模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产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，是其它加工方法所不能比拟的。 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。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、企业的效益和新产品的开发能力。可以说，现代模具工业已经确立了作为一门新兴基础性工业的地位，并且拥有越来越多的市场机遇。从50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有50多年的历史。目前在工程塑料业中，80采用了注射成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展和提高。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国来看，塑模的产量都在逐年增加，在塑料相关工业中占的比重最大。加入WTO以后，将对我国塑模行业的发展产生重大影响，对企业来说机遇和挑战并存。除了幼稚工业在一定时段内得到保护外，其他的行业关税壁垒的保护将不复存在。关税的降低会使大量的进口机占领国内市场，先进的技术、优秀的品质及良好的服务都具有强劲的竞争力。现代先进制造技术已在改变注塑模具领域的许多传统观念和生产组织方式，技术创新已成为21世纪企业竞争的焦点。由于新技术的应用和引导，塑模技术在国民经济中的作用越来越大，在一定程度上决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争力，为此我们要有足够的认识并采取得力的措施。这就要求我们积极推行专业化生产，改变大而全、缺乏高、精、尖的弱势，积极研发高新塑模技术,力争走在行业前列,才能在行业竞争中落于不败之地。 塑模技术因为应用前景好,使用价值较高,一直是国内外研究的焦点。注塑模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。 在注塑成型方面，其拥有相当多无可比拟的优势。目前国内外纷纷开发注塑模具技术。如针阀式浇口热流道系统, 针阀式浇口热流道系统具有能避免流涎、浇口开口尺寸大、磨损小和浇口痕迹小的优点，特别适用于需要高注射压力及高粘度材料的场合。近年来，其在手机外壳、汽车内外饰件、光盘、聚酯瓶坯、大型家电的成型方面的应用不断扩大。针阀的启闭可以通过液压、气压、机械驱动机构或弹簧来完成。日本菲沙株式会社设计一种最新的弹簧针阀式喷嘴，它利用注射压力和弹簧的弹力来实现喷嘴口的自动开关，其动作的可靠性建立在针阀与分流梭的高精度配合基础之上。据介绍该结构不仅具有高精度、高可靠性的优点，而且装卸、安装和维护都很方便。另外，这种喷嘴的高度尺寸相对较小，能降低模具的制造成本。 目前我国塑料模工业已能生产122cm 大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量洗衣全套塑料模具、汽车保险杠、整体仪表板、照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封等塑料模具。在成型工艺方面,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设计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。在制造技术方面,也有很大的进步。 本次毕业设计课题的研究目标是针对方便饭盒上盖塑料件的生产，设计其注塑模具。力求运用合理的模塑工艺、先进的设计理念和方法 ，解决相应难题，并最终提交相关设计资料，并阐述设计思路及观点。 1.2 概 况 塑料模具如果按成型工艺可分为压缩模，压注模和注射模。压缩模是直接在型腔内加热加压的；压注模与压缩模的结构有较大的区别，即压注模有单独的加料腔；注射模是由注射机的螺杆或活塞，使料筒里的塑料塑化熔融，经喷嘴，浇注系统，注入型腔，固化成型所用的模具。它是由安装在注射机移动工作台面上的那一半模具即动模和安装在注射机固定台面上的那一半模具即定模组成的。按分型面的特征可分为水平分型面模具，垂直分型面模具，水平垂直分型面模具。水平分型面模具是分型面与压机工作台面平行，与合模方向垂直；垂直分型面模具是分型面与压机工作台面垂直，与合模方向平行；按照模具的型腔数目又可分单型腔模具和多型腔模具。单型腔模具，即仅有一个型腔的模具，每次只能成型一个塑件；而多型腔模具，即有两个或两个以上的型腔的模具，可一模成型多个塑件。塑料模的结构一般包括七个部分：浇注系统，成型零部件，排气结构，推出机构，侧抽芯机构，合模导向机构，加热冷却系统。 1.3发 展 我国塑料模具工业起步晚,底子薄,与工业发达国家相比存在很大的差距。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度，注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。而传统模具设计制造技术，根本不能满足市场对模具的要求。因此，研制和开发新的模具设计、制造技术势在必行。 在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。由于模具成型具有优质、高产、省料和成本低等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航天航空、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等部门得到极其广泛的应用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，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，因此模具工业是国民经济的基础工业，模具的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，专和精仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求。通过对塑件材料、质量、体积的分析与计算，合理选用注塑机，并对各个参数进行了校核，设计出一副合理，经济，适用的塑料注塑模具。国外发达国家模具标准化程度为七成到八成，而我国只有三成左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期四分之一，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。应用模具计算机辅助绘图技术设计模具已较为普遍，推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展计算机辅助绘图技术、提高模具的精密度有重要意义。 90年代后期，国内汽车年产量近两百万辆，保有量为产量的七倍有余，预计到21世纪初年汽车年产量将达六百万辆。仅汽车行业就将需要各种塑料件三十六万吨，而目前的生产能力仅为二十多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量己超过三千二百万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了一百万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为三成，塑料管的普及率将达到一半，这些都会大大增加对模具的需求量。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在六百亿至六百五十亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 现在，国内企业已认识到了模具标准化的重要性，目前有一定生产规模的模具标准件生产企业有一百余家，主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等，其中塑料模架已可生产较大型产品，为发展大型精密模具打下了基础。通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，根据不同情况选用模具加工新工艺。 在当今社会背景下，塑料模具的重要性对制造业的发展起着主导作用。模具的精度决定了产品的精度，实施标准化、专业化的生产工艺推动了我国塑料模具加工工业的发展，并将继续为我国塑料模具生产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障。 1.4毕业设计内容概述 1.塑件工艺分析：（1）塑件的外形分析（2）注射机的选择（3）拟定模具结构方案 2.模具结构设计：（1）浇注系统（2）成型零部件（3）侧向抽芯及合模导向机构（4）脱模机构（5）冷却系统 3.模体结构设计 第2章 方案确定 2.1塑件分析 2.1.1塑件外形分析 外观要求：表面要求光滑，不能变成。 如下图2-1所示图2-1 塑件外形 2.1.2 塑件的尺寸与公差及设计基准 （1）塑件尺寸见图，查塑料成型工艺及模具设计表2-4塑件要求为一般精度4级，则尺寸公差取1.24mm（2）塑件设计以左侧端面为基准，进行设计。 2.1.3塑件所用塑料名称与性能及工艺参数 1) 塑件的材料： 按制品的用途，需要耐高温，元毒，抗蠕变性能。应选取塑件的材料为：聚碳酸酯（PC）。 PC材料的各种性能如下： PC是一种半结晶性材料。密度在1.2g/cm3左右，它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PC温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PC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PC材料有较低的热扭曲温度100、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PC的强度随着乙烯含量的增加而增大。PC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。PC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PC进行改性。PC的流动率MFR范围在140。低MFR的PC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PC的收缩率相当高，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PC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。PC也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。工艺参数如下： 料筒温度：前部250310，中部240280，后部230250。喷嘴温度：比后部低10。模具温度：5080。注射压力：70140MPa。螺杆转速：30120r/min。成型周期：注射125s，冷却540s。 2.1.4 塑件结构要素 1）脱模斜度 由于材料收缩率较大， 应选脱模作斜度为： 2）壁厚及体积 取壁厚为：3mm 体积： V1190136（6060-3.143030）3 75 cm3 V2180126（50503.142525）-174120（44443.142222） 19 125 cm3 V=V1+V2=200cm3 3）圆角 圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善充模特性，转角处采用圆角过度R=22和R=25 2.2 注射机的选择 塑件的体积为200cm3,制品的正面投影面积为38.28cm2,锁模力F应大于型腔平均压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的积，本塑件为日常用品，查塑料成型工艺及模具设计表4-2得型腔平均压力为25MPa,所以锁模力应大于95.7KN,所以选用注射机为XS-ZY-500。 2.3 拟定模具结构方案 （1）确定分型面 分型面是分开模具，取出制品的面。注射模具有一个分型面和多个分型面的模具。结合相关零的特点，选择零件的最大端即零件的底面为分型面，这样，在开模时容易取出零件。具体的形式如图所示： （2）确定行腔数及其排列 考虑成型因素，采用1模1腔 （3）确定浇注系统 产品外观及模具制造原因，该模具采用直接点浇口形式，从主型芯上进胶，这是因产品外观结构的原因，进胶点被盖在小盖下面，无外观影响。 （4）确定脱模方式 利用弹簧力的作用进行开模，当模具开模到一定的距离时，由于定距销的作用，动模继续分离的同时，利用定模顶出使饭盒盖顶出，这样使得塑件都跟着动模运动，当分离到一定的距离后，此时采用推杆就能把留在动模上的塑件推脱，推杆固定在模具的推杆固定板上，由注塑机顶出装置推动，实现零件的脱落，并依靠弹簧力的作用使复位杆复位。 （5）确定型腔、型芯结构和固定方式 由于制件的内部结构较复杂，故该模具的动模（型腔）采用的是镶拼式结构，而定模（型芯）采用的是定位螺钉固定和压板固定的结构，这样便于磨损后可以更换。 （6）确定冷却及排气方式 由于PC塑料成型时的模具温度为5080度，故模具不需要专门设置加热装置，只要设置冷却冷却系统即可，但注塑前要对模具进行预热，使模具温度达到80度左右再注塑。因聚碳酸酯（PC）料对温度较敏感，该产品成型在定模部分又较少，所以模具定模部分将不考虑设冷却系统；动模冷却系统设计为串联冷却方式，利用铜管镶入模具冷却孔内串联冷却。排气主要是通过分型面间隙排出，而不必再开设专门的排气槽。第3章 模具总体结构设计 3.1 浇注系统 3.1.1浇注系统的总体构成 浇注系统是模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通的浇注系统一般由主流道、分流道浇口和冷料穴等组成。在注射模具设计中对浇注系统进行合理布局和形式的选择是一个重要的环节。在设计注射模的浇注系统时应注意以下几项原则。 1）根据塑件的形状和大小以及壁厚等诸因素，并结合选择分型面的形式选择浇注系统的形式及位置。 2）根据所确定的塑件型腔数设计合理的浇注系统布局。 3）应根据所选用塑件的成型性能，特别是它的流动性能，选择浇注系统的截面积和长度，并使其圆滑过渡以利于物流的流动。 4）应尽量的缩短物料的流程和便于清除料把，以节省原料，提升注射效率。 5）排气良好。 3.1.2 主流道设计 主流道是指浇注系统中从注塑机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流到通道，是熔体最先流经模具的部分，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中，主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。 主流道的设计通常在模具浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计为圆锥形，锥角为2o6o，取=3o。流道的表面粗糙度Ra0.8m，主流道出口处为非圆角过渡。主流道设计如下图3-1-1所示。图3-1-1 主流道设计 浇口套一般采用T10制造，热处理猝火硬度为5357HRC。浇口套的结构形式有两种，一是浇口套与定位圈设计成一个整体，用螺钉固定于定模座板上，二是浇口套与定位圈设计成两个零件，以台阶的形式固定在定模座板上。现采用第二种形式。浇口套的使用形式和参数如下图3-1-2所示。为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径应稍大于注射机喷嘴直径d0，通常为 d=d0+(0.51) （3-3-1）主流道入口的凹坑球面半径SR也应大于注射机喷嘴球头半径SR1，通常为SR=SR1+(12) （3-3-2） 主流道的锥角通常为2到4度。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。主流道内壁的表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴向进行。主流道的长度L，一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失和物料损耗，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。浇口套常用T8或T10钢材制作，经淬火洛氏硬度为50到55HRC。 对于该产品模具的浇口套的设计计算过程如下：查表得d0=2.5mm由式（3-3-1）得d=2.5+0.5=3mm；SR1=18由式（3-3-2）得SR=18+1=19mm；根据手册205页，式（5-59）算得主流道大端直径为6mm。主流道锥角选用的度数为3度； 图3-1-2 浇口套的使用形式和参数 浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9的配合，定位圈在模具安装调试时插入注射机固定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位，定位圈外径比注射机定模板上的定位孔小0.2mm一下，取为0.1mm。浇口套的固定形式和定位圈尺寸如下图3-1-3所示。图3-1-3 浇口套的固定形式和定位圈尺寸 3.1.3 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体的流向，使其以平稳的流态均衡的分配到各个型腔。设计时应尽量减少在流动过程中的热量与压力损失。 由于此次设计是一模一腔，分型面为盒盖底面，而浇口选择为点浇口直接式，故分流道不必设计。 3.1.4 浇口设计 浇口是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否被完好高质量的注射成型。此次设计，选择点浇口，浇口将是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，浇口由于前后两段存在较大的压力差，能较大地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，使熔体的表面粘度下降，流动性增加，利于型腔的充填，接着浇口处塑料首先冷凝，封闭型腔，防止熔料倒流。成形后浇口处凝料最薄，利于与塑件的分离。点浇口是截面形状小如针点的浇口，应用范围十分广泛，它具有如下优点： 1）可显著提高熔体的剪切速率，使熔体黏度大为降低，有利于充模。 2）熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度再次下降，使熔体的流动性较好。 3）有利于浇口与制品的自动分离，便于实现制品生产过程的自动化。 4）浇口痕迹小，容易修整。 5）在多型腔模中，容易实现各型腔的平衡进料。 6）对于投影面积大的制品或者易于变形的制品，采用多个点浇口能够提高制品的成形质量。 7）能较自由地选择浇口位置。 浇口的开设位置对塑件的成型性能和成型质量有很大的影响，浇口的位置需要根据塑件的几何形状、结构特征，技术和质量要求及塑件原料的工艺特性与塑料熔体在模内的流动性等来选择。浇口的选择原则如下： 1.尽量缩短流动距离 其能保证熔体迅速和均匀的填充模具型腔，避免熔体破裂现象产生引起塑件缺陷 。 2.浇口应开设在塑件壁厚处 3.考虑分子定向影响：塑料熔体在流动方向上会出现聚合物分子和填料取向，垂直于流向的方位强度比平行于流向的低，易产生应力开裂。 4.减少熔接痕提高熔接强度。 考虑塑件的成型要求和模具的加工方便与否及实际的使用情况，故此次设计浇口的位置选为饭盒盖顶部中心。点浇口直径通常为0.51.5mm，取为0.5mm，角度通常为6o15o，取为14o。浇口的设计如下图3-1-4所示： 图3-1-4 浇口的设计 3.1.5 分型面的设计 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 这是最基本的原则，分型面的目的就是为了塑件能够从型腔中脱落出来。 1.分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模 由于注塑机的顶出装置设置在动模一侧，因此分型面的选择应尽可能的使塑件在开模后 能留在动模一侧，便于在动模部分设置推出机构，降低模具的复杂程度。 2.分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量及其使用要求 同轴度要求高的塑件在选择分型面时最好把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧，与分型面有关的合模方向尺寸，其尺寸精度在注射过程中会有胀开的趋势而受到影响。动、定模配合的分型面上稍有间隙，熔体就会在制品上产生飞边，因此。在制品光滑平整的表面或圆弧曲面上应尽量避免选择分型。在注射成形过程中，制品上会产生一些很难以避免的工艺缺陷，如脱模斜度、飞边及推杆与浇口痕迹等，因此，在分型面设计时，应从使用角度考虑避免这些工艺缺陷影响制品的使用功能。 3.分型面的选择应有利于模具的加工、简化 当安排制品在型腔中方位时，应尽可能避免侧向分型或抽芯，特别硬避免在定模一侧的侧向抽芯。模具设计分型面的选择多为平面，在选择非平面分型时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便，并根据模具的实际情况合理的选择分型面。 4.尽量减小制品在合模方向上的投影面积，其目的是为了减小所需锁模力。 5.长型芯应置于开模方向 当制品在相互垂直的两个方向都需要设置型芯时，应将较短的型芯置入侧抽芯方向，以便减小抽拔距。 6. 分型面的选择应有利于排气 分型面的选择和浇注系统的设计应同时考虑型腔有良好的排气条件，分型面应尽量的设置在塑料融体流动方向的末端，以便气体能从分型面上的空隙逸出。 故综上所述，为了保证塑件的顺利脱模和塑件的技术要求及模具的制造简单，分型面选择为饭盒盒盖下表面。如下图3-1-5所示：图3-1-5 分型面 3.1.6排气槽的设计 排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。充分排气的方法，一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。 3.2成型部分及零部件 3.2.1型腔数的确定 确定型腔数目的方法有：根据锁模力确定，根据最大注射量确定，根据塑件几何结构特点及尺寸精度确定，根据生产经济性确定。而此次根据塑件设计说明书的设计要求、塑件的几何结构特点及尺寸精度要求和生产的经济性要求，确定采用一模一腔。 3.2.2 一般凹凸膜结构设计 整体式凸、凹模是直接在整块模板上分别加工出凹模、凸模。其特点是牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但是其加工却困难，热处理不方便，并且消耗模具钢多、浪费材料等。所以整体式凹、凸模结构常用于形状简单的单个型腔中、小型模具或工艺试验模具。组合式凹、凸模简化了复杂成型零件的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处因有间隙又有利于排气，还便于模具的维修，很有经济效益。但是其对镶块的尺寸、形位公差要求很高，机械加工工艺性要好，组合结构必须牢固。镶拼组合的结构必须合理，保证型芯和镶块的强度，防止热处理时变形，还须避免尖叫镶拼。 因为是小型塑件，一模一腔，又为了加工效率高，拆装方便，还保证塑件的形状和尺寸精度，此次设计选择整体式凸模，凹模选择为整体式。凸模用单独加工的方法加工制成，凸、凹模的结构设计示意图如下图3-1-6所示。图3-1-6 凸、凹模的结构设计示意图 3.2.3 成型零件工作尺寸 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度难以达到高精度，为了计算简便，规定： 1）塑件的公差 塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品内腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取士1/2。 2）模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的1/31/6，即z=(1/31/6)，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“士1/2”。现取1/3。 3)模具的磨损量 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1/6，对于大型塑件则取1/6以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。 4)塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，因为PC材料属于收缩率较小的塑料，通常按收缩率的范围取中间值,查塑料成型工艺及模具设计表1-2得，PC的收缩率范围为0.5%0.8%,所以塑件的收缩率为0.65%。 5）模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。 3.2.4 型腔壁厚计算 1）凹模型腔的强度 根据塑料成型工艺及模具设计130页，表4-19 公式 ，各个字母所代表的含义如下： b：凹模侧壁的理论宽度 h: 凹模型腔的深度 p: 凹模型腔内的熔体压力; y: 凹模长边侧壁的允许弹性变形量 塑件截面如下图3-2-4所示： 图3-2-4塑件截面 已知：P=130Mpa ; E=2.1Mpa ; h = 2.2cm y1=0.005cm 22/180=0.12 得：c=1 126/180=0.67 得： 将以上各数值代入公式得： 1.5 cm 2）成型零件的工作尺寸计算计算 塑件的平均收缩率为：0.65,模具制造公差取1/3的制品公差。根据塑料成型工艺及模具设计127页表4-15中的凹模径向尺寸计算公式得型腔的长宽，型腔的深度尺寸，型芯的长，宽，型芯的高度 3.3脱模机构 3.3.1 脱模机构的构成与功能 脱模机构的构成由推出部件（推杆，拉料杆，推杆固定板，推杆垫板，限位钉），导向机构（推杆导柱，推杆导套），复位部件（复位杆）。它的功能包括塑件等的推出，取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其推出物从模具内取出。 3.3.2 取出机构的方式 常用得推出机构形式有：推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、推块推出机构、联合推出机构及其他特殊推出机构。本制品为薄壁的容器塑件，故采用推杆推出机构。这种推出机构的特点是：脱模力大而均匀，运动平稳，无明显的推出痕迹，且不必另设复位机构，在合模过程中推杆依靠弹簧力的作用回到初始位置。 3.3.3 脱出机构设计原则 推出机构的设计应遵循以下原则： 1）塑件滞留于动模 要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。 2）保证塑件不变形损坏 正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。 3）力求良好的塑件外观 推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。 4）推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。 3.3.4 塑件的脱出机构设计 （1）推出机构设计 塑件注射成型后在模内冷却定形，因体积收缩而对型腔产生包紧力，推出机构的设计就是为了克服因包紧力而产生的摩擦力。根据塑料成型工艺及模具设计第143页公式4-25和表4-24计算脱模力，其中t=3mm,E=3120+4000/2=3560Mpa,L=180mm脱模斜度为，f=0.31,K2=1+fsin1.5c