学士学位论文--圆筒形线圈骨架的注射模具设计.doc

圆筒形线圈骨架的注射模具设计 本科生毕业设计(论文)圆筒形线圈骨架的注射模具设计目 录第一章 绪 论- 1 -1.1模具工业在国民经济中的地位- 1 -1.2塑料模具设计的意义- 1 -1.3塑料模具工业的现状及发展趋势- 2 -第二章 注射模的可行性分析- 6 -2.1 注射成形工艺条件- 6 -2.2 注射模组成- 6 -2.3注射模设计要求- 7 -第三章 塑料件的工艺性分析- 9 -3.1零件大体说明- 9 -3.2 明确塑件设计要求- 9 -3.2.1塑料制品的材料- 9 -3.2.2 塑件的结构分析- 11 -3.2.3尺寸精度分析- 12 -3.2.4表面质量分析- 12 -第四章 注射机的初选及模具结构形式- 13 -4.1工艺方案分析与注射机的初选.- 13 -4.2分型面及排气系统设计- 14 -4.2.1分型面的设计- 14 -4.2.2 排气系统的设计- 15 -4.3浇注系统的设计- 15 -4.3.1 主流道的设计- 16 -4.3.2分流道的设计- 17 -4.3.3浇口的选择- 17 -4.3.4浇口位置的确定- 19 -4.4 成型零件的尺寸计算- 21 -4.5脱模力与抽芯距的计算- 22 -4.6斜导柱的结构形式- 23 -4.7型腔型芯及导滑锁紧装置- 25 -第五章 模架的确定和标准件的选用- 29 -5.1标准模架的选择- 29 -5.2导柱设计要求- 29 -5.3模具高度尺寸的确定- 29 -5.3.1定模板- 29 -5.3.2定模座板- 29 -5.3.3动模板- 30 -5.3.4动模垫板- 30 -5.3.5垫块(模脚)- 30 -5.3.6瓣合模- 30 -5.3.7其他模板的选用- 30 -第六章 合模导向机构的设计- 32 -6.1导向结构的总体设计- 32 -6.2导柱的设计- 32 -6.3导套的设计- 32 -6.4 导柱、导套设计- 33 -6.5 导柱和导套材料的选择- 33 -第七章 脱模推出机构的设计和校核- 35 -7.1推出机构的选择- 35 -7.2推杆直径及强度校核- 35 -第八章 模具温度调节系统的设计- 37 -8.1模具系统的热平衡计算- 37 -8.2湍流计算- 37 -8.3 冷却水管计算与设计- 38 -第九章 注射机的校核- 40 -9.1模具厚度的校核- 40 -9.2开模行程的校核- 40 -9.3塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核- 41 -9.4注射量的校核- 41 -9.5注射压力的校核- 42 -第十章 模具材料的选择- 43 -10.1 模具材料的选择原则- 43 -10.2 注射模材料的确定- 43 -第十一章 模具的安装及其工作过程- 45 -11.1 模具的安装- 45 -11.1.1 模具安装过程- 45 -11.1.2 试模- 45 -11.1.3 模具合格的条件- 46 -11.2 模具的工作过程- 46 -第十二章 数控程序的编制- 47 -12.1数控编程介绍- 47 -12.2顶板加工工艺- 47 -12.3数控加工程序的编制- 48 -第十三章 设计总结- 54 -参考文献- 55 -致 谢- 56 - 55 -第一章 绪 论1.1模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。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志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布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。模具工业既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。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。 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。中国模具出口数量极少，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数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。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塑料模具设计的意义模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀，发展极为迅速。随着我国经济建设的迅猛发展，注射产品的应用越来越广泛。特别是在办公用品、照相器材、仪器仪表、机械、航空、交通、通信、轻工、建材产品、汽车、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强，并且出现以塑代金属的全塑产品。据报道，美国已是世界上的最大塑料生产国，每年的塑料消耗量已超过钢材。就全世界而言，按体积和质量计算，塑料的消耗量也超过了钢材。我国自改革开放以来，塑料工业发展也很快，表现在不仅塑料产量增加而且其产品种更为增多，其产量已上升到居世界第四位。预计到2008年，仅汽车行业将需要各种塑料制件36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30，塑料管的普及率将达到50，这些都会大大增大对塑料模具的需求量。由此可见，塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素约占80。然而模具的质量好坏又直接与模具的设计与制造有很在的关系，。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求愈来愈大、产品更新换代周期愈来愈短、用户对塑件的质量要求愈来愈高，因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求，这就促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展，从而也推动了塑料工业以及机械加工工业的高速发展。 1.3塑料模具工业的现状及发展趋势我国塑料模具工业的发展现状 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,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元,其中塑料模约占30%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,具体数据见表一。 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,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2934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5080%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UG、美国ParametricTechnology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、华中理工大学开发的注塑模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较低等特点,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、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,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和商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。 据有关方面预测,模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。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。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。 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0.0050.01mm0. 20.005mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期1个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将包括: 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。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控所致。 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了良好的条件;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,而且其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,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料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规格品种。 6、应用优质模具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。第二章 注射模的可行性分析2.1 注射成形工艺条件（1）温度主要指料筒温度和模具温度。（1）不同塑料的料温都不尽相同。 （2）料温太低不利于塑化，料温太高，易导致塑件出飞边，严重时将导致塑料发生降解。 （3）喷嘴的温度通常低于料筒的前段温度，以避免“流涎”现象。（2）压力包括注射压力,塑化压力（即背压）、保压力和锁模压力。（1）塑件的尺寸越大，形状越复杂，壁厚越薄，要求注射压力越大。（2）流动性好的塑料及形状简单的塑件，注射压力较小；玻璃化温度及黏度都较大的塑料，应用较高的注射压力。（3）模具或熔胶温度较低时，宜用较大的注射压力。（4）对于同一副模具，注射压力越大，注射速度也越快。（3）成型周期完成一次注射成型工艺过程所需的时间，包括合模时间，注射时间，保压时间，冷却时间，开模时间，顶出时间及其它时间（如放嵌件，喷脱模剂等）。其中保压时间和冷却时间占的比例最大，有时可达80%。2.2 注射模组成注射模的种类很多，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，但不论是简单的还是复杂的注射模具，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模板上，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，动模和定模由导柱导向而闭合，构成型腔和浇注系统；开模时定模和动模分离，取出制件。根据模具上各个零部件所起的作用，一般注射模具可由以下几个部分组成：（1）成型零部件成型零部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件，它直接与熔体相接触并成型塑料制件。通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。（2）合模导向机构合模导向机构是保证动模和定模在合模是准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精确度，并避免模具中其他零部件发生碰撞和干涉。常用的合模导向机构是导柱和导套，对于深腔薄壁塑件，除了采用导柱导套导向外，还常采用在动、定模部分设置互相吻合的内外锥面导向、定位机构。（3）浇注系统浇注系统是熔融塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道，它包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等。（4）侧向分型与抽芯机构带有侧向凹凸形状的孔或凸台的塑件，在开模推出塑件之前，必须先把成型塑件侧向凹凸形状的瓣合模块或侧向型芯从塑件上脱开或抽出，塑件方能顺利脱模。侧向分型或抽芯机构就是为实现这一功能而设置的。（5）推出机构推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置，又叫脱模机构。一般情况下，推出机构由推杆、推杆固定板、推板、主流道拉料杆、复位杆及为了该机构运动平稳所设置的导向机构所组成的。常见的推出机构有推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构。此外还有凹模推出机构、顺序推出机构和二级推出机构。（6）加热和冷却系统加热和冷却系统又叫温度冷却系统，它是为了满足注射成型工艺对模具温度的要求而设置的，其作用是保证塑料熔体的顺利充型和塑件的固化定型。注射模具中是设置冷却回路还是设置加热装置要根据塑料的品种和塑件成型工艺来确定。冷却系统一般在模具上开设冷却水道，加热系统则在模具内或周边安装点加热元件，有的注射模须配备模温自动调节装置。（7）排气系统为了在注射成型过程中将型腔内空气及注射过程中塑料本身挥发出来的气体排出模外，以避免它们在塑料利用分型面排气，也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之间间隙排气。大型注射模须预先设置专用排气槽。（8）支承零部件用来安装固定或支承成型零部件及前述的各部分机构的零部件均称为支承零部件。支承零部件组装在一起，可以构成注射模具的基本骨架。2.3注射模设计要求注射模具的功能是双重的；赋予塑化的材料以期望的形状、质量；冷却并推出注射成型的制件。塑料注射模塑能一次性地成型形状复杂、尺寸精确或嵌件的塑料制品。在注射模设计时。必须充分注意以下三个特点：（1）塑料熔体大多属于假塑料液体，能剪切变稀。它的流动性依赖于物料品种、剪切速率、温度和压力。因此须按其流变特性来设计浇注系统，并校验型腔压力及锁模力。（2）视注射模为承受很高型腔压力的耐压容器。应在正确估算模具型腔压力的基础上，进行模具的结构设计。为保证模具的闭合、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠进行，模具零件和塑件的刚度与强度等力学问题必须充分考虑。（3）在整个成型周期中，塑件模具环境组成了一个动态的热平衡系统。将塑件和金属模的传热学原理应用于模具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和最佳经济指标的实现。模具决定最终产品的性能、形状、尺寸和精度。为了周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的产品，模具的结构特征、成型工艺及浇注系统的流动条件是影响塑料制件的质量及生产率的关键因素。目前我国注射模具的设计已由经验设计阶段逐渐向理论计算设计阶段发展，因此，在了解并掌握塑料的成型工艺特性、塑料制件的结构工艺性及注射机性能等成型技术的基础上，设计出先进合理的注射模具，是一名合格的模具设计人员所必需达到的要求。第三章 塑料件的工艺性分析3.1零件大体说明零件名称：圆筒形线圈骨架生产批量：小批量材料：ABS颜色：透明外形尺寸如下图：图3.13.2 明确塑件设计要求3.2.1塑料制品的材料（1）基本性能ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性使ABS具有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，坚韧，良好的加工性和染色性能等一系列良好的综合性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降；有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能,其工艺参数如表3-1所示。ABS的主要成型特点是：成型压力较高；塑料上的脱模斜度宜稍大；成型加工前应进行干燥的处理；模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；要求塑件精度高时，模具温度可控制在60，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080。（2）ABS成型性能1）无定形料 其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2）吸湿性强 含水量应小于0.3 %（质量），必须进行充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等 溢边料0.04mm左右。4）模具设计时要注意浇注系统 对料流阻力小，浇口处外观不良，容易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面“呈现白色”痕迹。表3.1 ABS注射成型的工艺参数表塑料注射成型机类型密 度(g.cm3)料 筒 温 度模具温度注射压力成型时间（s）后段中段前段注射时间保压时间冷却时间成型时间ABS螺杆式104018020021023020021050707090330153015304070（3）ABS主要性能指标ABS，易燃，屈服强度50Mpa，拉伸强度38Mpa，伸长率35%，摩擦系数0.45，热变形温度80103，计算收缩率0.40.7 %。具体如表3.2所示。表 3.2 ABS的主要性能指标性能单位数值密度比体积吸水率收缩率熔点热变形温度抗拉屈服强度拉伸弹性模量抗弯强度冲击韧度硬度体积电阻系数拉伸强度抗压强度弯曲弹性模量比热容g/cm3cm3/ g%MPaMPaMPakJ/m2HBcmMpaMpaMpaJ/（kg）1.021.080.860.980.20.40.40.7130160 83103(0.185MPa)501.410380261(无缺口)/11(缺口)9.76.9101638531.410314703.2.2 塑件的结构分析 图3.2 塑料制件塑件如图3.2所示，材料为ABS塑料，须考虑圆周方向侧向分型；塑件各部位壁厚均为1.5mm3.2.3尺寸精度分析注塑件由于没有精度要求,因此取一般精度四级(SJ1372-78). 由以上分析可见,该零件的尺寸精度为低精度,对应的模具相关零件加工可以保证.3.2.4表面质量分析塑件的表面除要求没有缺陷，毛刺外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。经以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。第四章 注射机的初选及模具结构形式4.1工艺方案分析与注射机的初选制件及浇注系统如图4.1所示 图 4.1 塑件及浇注系统经计算得塑件的体积可估为：3.14101060-3.148.58.560+2（3.142020-3.141010）1.56641浇注系统的体积估计：浇注系统的凝料在设计之前是不能准确的确定其数值的，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.8倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和塑件体积之和）为：V总=2V件=26641+0.86641=18595为了保证制件的质量，又可充分发挥设备的能力，则：V总80%Vmax -(4.1) 式中Vmax注射机最大注射容量。代入计算有: Vmax 1859580%=23245=23.45型腔数目的初步确定:方案： 一模二腔为了使模具于注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。常见的方法有四种：1根据经济性确定型腔数目。2根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。3根据注射机的最大注射量确定型腔数目。4根据制品精度确定型腔数目。根据本线圈骨架的塑件工艺分析及其精度要求，采用一模两腔成型，型腔以模具中心对称排列，这样有利于模具的平衡和保证塑件精度。虽然是一模两腔成型,但模子的结构较大, 所以注射机的注射容量取125，初选注射机型号：XSZY125表4.1 XSZY125型注射机的技术规范注射量/cm3125模板最大行程/mm300螺杆直径/mm42模具厚度/mm最大300注射压力/MPa121最小200注射行程/mm115拉杆空间/mm260290注射时间/s3.0模板尺寸/mm428458锁模力/kN900喷嘴球半径/mmR12最大成型面积/ cm21800喷嘴孔直径/mm44.2分型面及排气系统设计4.2.1分型面的设计分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构与制造成本。在选择分型面时，要注意几个规则：应选择在塑件的最大截面处，否则无法脱模和加工型芯。尽可能地将塑件留在动模一侧。有利于保证塑件的尺寸精度, 有利于保证塑件的外观质量。有利于排气。有利于简化模具结构。基于上述的几点，对制件分型面作出这样的分析：为保证大批量全自动连续生产的要求，该模具设计了二次分型机构：分型面设在活动模板与定模镶块之间, 第1次分型用于脱落整个浇注系统凝料；分型面设在定模镶块与连接板之间,第2次分型用于塑件脱模，其结构如图4.2所示。图 4.2 分型面4.2.2. 排气系统的设计从某种角度而言，注塑模具也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔的同时，必须置换出型腔内的空气和从物料中溢出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。排气系统的设计方法：（1） 利用分型面排气是最简单的方法，排气效果与分型面的接触精度有关。（2） 利用顶杆与孔的间隙排气，必要时可对顶杆作些排气的结构措施；（3） 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气，烧结块应有足够的承压能力，设置在塑件隐蔽处，并需要开设排气通道；（4） 在熔合缝位置开设冷料井，在储存冷料前也滞留了不少气体；（5） 可靠有效的方法是在分型面上开设专用的排气槽，尤其上大型注塑模具必须如此；（6） 对于大型的模具，也可以利用镶拼的成型零件的缝隙排气。由于我的设计将采用分型面和型芯，这些结构都的存在着间隙，可以利用这些间隙实现排气的功能，而不用设计另外的排气结构。4.3浇注系统的设计注射模具的浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴和排气槽或溢流槽等部分组成。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。因为它的设计正确与否直接影响着注塑过程中的成型效果和塑件的质量。浇注系统的设计应注意以下原则：（1）浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降、流量和温度分布的均衡布置；（2）尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间；（3）浇口位置的选择，应避免产生湍流和涡流，及喷射和蛇行流动，并有利于排气和补缩；（4）避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移。（5）浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑件分离或切除整修容易，且外观无损伤；（6）熔合缝位置必须合理安排，必要时配置冷料井或溢料槽；尽量减少浇注系统的用料量；（7）浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口必须有IT8以上精度；（8）排气良好。由此可知浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。其一般结构如图4.3所示：图4.3 浇注系统4.3.1.主流道的设计主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上，由于主流道与熔融塑料和注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式固定在定模板上。主流道的具体设计如图4.4。 图4.4主流道结构主流道小端直径： d=注射机喷嘴直径d0+（0.51）=4+（0.51） 取5mm；主流道球面半径： SR=注射机喷嘴球面半 径SR0+（12）=12+（12）取14mm；球面配合高度： h=35mm 取h=5mm；主流道长度： 结合模具的结构取 L0=60mm；主流道大端直径: D= d+2Ltana8（半锥角a为12，这里取1）。4.3.2分流道的设计在设计过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应使它的压力损失以及热量损失最小，而以分流道中产生的凝料最少为原则。本设计分流道的截面形状：采取半圆形截面，效率好，制造简单，其结构如图4.5所示，分流道布局如图4.6所示。 图4.5分流道截面图4.6 分流到布局4.3.3 浇口的设计浇口的形式多种多样，但常用的浇口有以下11种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。合理的选择浇注形式，能够很好地改善成品的外观，更有利地注塑成型。以下介绍注塑模具的几种浇注形式，与其优点缺点：（1）直接浇口 ：从注射机喷咀熔融塑料经过浇口直接入型腔，流程短，压力损耗少，保压补缩作用强；模具结构简单，成本低；浇注系统耗料少。缺点：清除浇口不方便；浇口位置热量集中，内应力大，易产生气孔，及缩孔。 （2）点浇口：熔融塑料经过浇口时流速高，加上摩擦力的作用，料流的温度升高，这样能得到外形清晰，表面光泽的塑料。开模后点浇口能自动拉断，有利自动操作。 （3）潜伏式浇口 ：一般设计在侧面的隐蔽的地方，所以不影响塑件的外观；成型后，顶出时浇口与塑件自动拉断，能实现生产自动化；缺点：因为此浇口潜伏在分型面的下面，给加工带来一定的不便。（4）扇形式浇口 ：熔融塑料经过浇口时，在横向得到更为均匀的分配，可降低塑件的内应力，减少带入空气的可能性，避免塑件产生变型和气泡。缺点：沿塑件的一侧有比较长的剪切，影响塑件的外观。（5）平缝式浇口 ：熔融塑料经过浇口时，以比较低的流速均匀地流入型腔，可降低塑件的内应力，减少带入空气的可能性，减少了因取向而产生的变型。缺点：成型后去掉浇口的工作量比较大，增加了长的剪切，影响塑件的外观。塑件的成本。沿塑件的一侧有比较 （6）辐轮式浇口 ：在整个圆周上通过几个圆弧入料，入料比较均匀；这种结构在型心上部定位，增加了型心的稳定性。缺点：因为有几个入料圆弧，塑件上会有几个拼合缝，对塑件的强度有一定的影响。 （7）圆环形式浇口 ：料流沿浇口的圆周均匀地入料，不但空气容易排除，而且可避免熔接的产生。 （8）爪形式浇口 ：是沿圆周的几个点入料，其分流道与爪口不在同一个平面内，型心的顶端伸入定模内，起定位的作用。保证了塑件的内孔与外型的同心度要求。缺点：塑件上会有几个拼合缝，对塑件的强度有一定的影响。 （9）护耳式浇口：当熔融塑料经过浇口入护耳时，因为摩擦力的作用，温度升高，提高了塑料的流动性。因为浇口与护耳呈90度角，使得料流冲击护耳的对面壁上，降低了流速，改变了方向，平稳地入型腔。所以浇口的残余应力不会影响塑件，塑件的内应力比较少，。适用于制造透明度比较高，和要求没有内应力的塑件。由于浇口是主流道、分流道与型腔之间的连接部分，它的位置及其形状、尺寸的设计正确与否将直接决定着塑件质量、注射效果和注射效率。本设计采用潜伏式点浇口，在滑块中体现，具体设计如下图4.7：图4.7滑块中的点浇口结构4.3.4浇口位置的确定选择浇口位置的原则（1）缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。（2）浇口应设在塑件制品断面较厚的部位当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。（3）必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。（4）应有利于型腔中气体的排除要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。（5）考虑分子定向影响充填模具型腔期间，热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。(6）避免产生喷射和蠕动（蛇形流）