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输油管接头注塑模设计

目 录
1绪论 2
2塑件的分析 4
3 塑料材料的成型特性与工艺参数 6
3.1 POM的成型性能 6
3.2 POM的注射工艺参数 6
3.3 POM的性能分析 7
4 拟定模具结构形式 8
4.1分型面位置的确定 8
4.2 确定型腔数量 9
4.3确定型腔的布置......................................................... 9
5 注射机的选择 10
5.1 注射机的初步选择 10
5.2 型腔数量的校核 11
5.3 校核注射机技术参数 12
6 浇注系统的设计 13
6.1主流道的设计 14
6.2 分流道的设计 15
6.3 浇口的设计 16
7 成型零件的结构设计和计算 17
7.1定模部分的型腔 17
7.2 动模部分的型芯 18
7.3 嵌块设计 20
7.4型腔侧壁厚度和底板厚度的设计.......................................... 20
8 模架的确定和标准件的选用 21
9 合模导向机构的设计 23
9.1 导向机构的总体设计 23
9.2 导柱设计 24
10 侧向分型与抽芯机构的设计 24
10.1 侧向分型与抽芯机构的分类 24
10.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构 25
10.3 滑块的设计 26
10.4 导滑槽的设计 27
10.5 楔柱的设计.......................................................... 27
11 推出机构与复位机构的设计 27
11.1 推出机构的设计 28
11.2 复位机构设计 29
12 冷却系统的设计 29
13 排气系统的设计 32
14 总装图 32
总结 34
致谢 35
参考文献： 36

输油管接头注塑模设计
摘要：本文首先对输油管接头进行工艺分析，根据已知条件选择注塑材料和注塑机，并对选择的注塑机进行校核；其次进行了成型零件的结构设计和计算；最后对浇注系统、合模机构、分型抽芯机构、推出与复位机构、以及冷却、排气系统等进行了详细的设计。
关键词：模具；塑性材料；侧向抽芯；输油管接头。
1绪论
1.1 注塑模具的国内外研究及制造技术概况
从20世纪80年代开始，工业发达国家的模具工业，已从机床工业分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已经超过机床工业产值。改革开放以来，中国模具工业发展十分迅速；近年来，一直以每年15%左右的增长速度快速发展。至2007年，中国约有60000多个模具制造厂点，从业人数100多万；2005年中国模具工业总产值达470亿元人民币，中国模具总量仅次于日本、美国，居世界第三。国民经济高速发展对模具工业提出了越来越多且越来越高的要求，巨大的市场需求推动着中国模具工业更快的发展。2005年中国大陆制造业对模具的市场总需求量约为570亿元人民币，并以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅[1]。
根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化[2]。
我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K g大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。
1.2 注塑模具制造技术的发展趋势
随着市场经济发展的需要和产品更新换代不断加快，对模具制造提出了越来越多的要求，模具制造质量提高、生产周期缩短已经成为该行业发展的必然趋势。纵观模具制造业十余年的发展道路，其主要发展方向可以归纳为如下几大趋势。
1） 全球化 模具市场和发展的全球化是当今模具工业最主要的特征之一。模具的购买者是遍布全世界的，而模具生产商也同样无处不在。模具工业的全球化发展使生 产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的发展中国家迁移。而仍然保留在美国、欧洲和日本的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，这不仅是技术上的要求，更是竞争的结果。模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，这正是模具生产商追求高效应用技术的驱动力。
2） 生产周期缩短 众所周知，在同样的条件下，用户都愿意选择交货期更短的产品，因为这样用户可以节约更多的生产时间，因此模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，并努力简化和废除不必要的生产工序。
3） 高速加工 近年来发展起来的“高速加工”对模具制造业产生了重要的影响。“高速加工”是由非常小的步进距和较大的进给率来实现的，通常高主轴转速能使刀具获得足够的切屑抗力。在美国，采用高速加工技术以减少或省去钳工工序是一种效益相当可观的措施,这种技术在欧洲和日本也颇受欢迎。
4） 硬铣削 用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。这对锻模尤其有价值，因为与其它模具相比,锻模往往需要更高的硬度。
5） 自动化 模具加工的另一个重要发展趋势是自动化，这听起来似乎有些不可思议，因为大多数模具都是单件生产的，它似乎应该需要柔性的加工系统，而非自动化的加工系统。
1.3 塑料模分类
按照塑料制品成形加工方法的不同，通常可将塑料模分为以下6大类型。
1) 注塑模 用于塑料制件注塑成形的模具，通称注塑模，或称注射模。注塑模主要用于热塑性塑料制成品成形，近年来也越来越多地用于热固性塑料制品成形。这是一类用途宽、占有重大、技术较为成熟的塑料模具。因材料或塑件结构或成形过程不同，有热固性塑料注塑模、结构泡沫注塑模和反应成形注射模以及气辅注塑模等。
2) 压模 用于塑料制件压缩成形的模具，称为压缩模。压模主要用于热固性塑料制品的成形，但也可用于热塑性塑料制品成形。另外还可用于冷压成形聚四氟乙烯塑件，此种模具称为压锭模。
3) 传递模 用于塑料制件传递成形的模具，称为传递模（或称压铸模），俗称挤胶模。传递模多用于热固性塑料制品的成形。
4) 挤出模 用于连续挤出成形塑料型材的模具，通称挤出模（俗称机头），也简称挤塑模。这是又一大类用途很宽、品种繁多的塑料模具。主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、电线电缆包覆、网材、单丝、复合型材及异型材等的成型加工。也用于中空制品的型坯成形，此种模具称为型坯模或型坯机头。
5) 中空吹塑模 将挤出或注塑出来的、尚处于塑化状态的管状形坯，趁热放置于模具型腔内，立即在管状型坯中心通以压缩空气，致使形坯膨胀而紧贴于模腔壁上，经冷却固化后即可得一中空制品。凡此种塑料制品成形方法所用的模具，称为中空吹塑模。中空吹塑模主要用于热塑性塑料的中空容器类的制品成形。
6) 热成型模具 热成形模具，通常以单一的阴模或阳模形式构成。将预先制备的塑料片材周边紧压于模具周边，并加热使之软化，然后于紧靠模具一侧抽真空，或在其反面充以压缩空气，使塑料片材紧贴于模具上，经冷却定型后即得一热成形制品。凡此类制品成形所用的模具，通称热成形模具。
2塑件的分析
对输油管接头进行分析是模具设计的基础工作，是决定模具结构形状和所采用加工工艺的依据，所以对塑件分析非常重要，现分别论述。
2.1塑件（输油管接头）实体分析
该塑件是一塑料输油管接头，生产批量大,塑件壁厚均匀，精度等级为6级，材料为聚甲醛(POM，有较高的机械强度和抗拉、抗压性能和突出的疲劳强度，耐汽油及润滑油性能良好，可以制造各种输油管)，成型工艺性能很好，可以注射成型。图2.1为其制成品形状剖视图。从其形状上看，由形状规则的几部分几何体组成，基本形状为圆筒状。

图2.1 输油管接头的零件图
2.2塑件工艺分析
为了保证在生产过程中制造出理想的塑料制品，除应合理选用塑件材料外，还必须考虑塑件的成形工艺性。塑件的成形工艺性与模具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成形工艺要求，才能设计出合理的模具结构。这样既能保证塑件顺利成形，防止塑件产生缺陷，又能达到提高生产率和降低成本的目的。
2.2.1脱模斜度
为保证塑件很好的脱模，塑件应有一定的脱模斜度，最小脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。材料质脆、硬的，脱模斜度要求大。本塑件的φ35mm和φ10mm的内表面、φ48mm的外表面均有脱模斜度。该塑件壁厚约为2.5~6.5mm，其脱模斜度查表1.4-7[1]有塑件外表面35′～1°30′，塑件内表面30′～1°。
2.2.2塑件的壁厚
塑件的壁厚应使各部分均匀，避免太薄，否则会应引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡，凹陷等成型问题。塑件壁厚一般在1～6mm之间。而最常用的数值是2～3mm。大型塑件的壁厚也有比6mm更大的，这都随塑料类型及塑件的大小而定。壁厚还与流程有密切相关。该塑件壁厚约为2.5~6.5mm，各部分较均匀，没有太薄的现象。
2.2.3圆角
在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的。本塑件中未注圆角为R1。
2.3.4 制品物理化学性能要求
具有吸湿性弱、耐化学性和电性能良好；不透明；满足精度要求，表面光滑平整，不得有翘曲、裂缝、气孔；满足强度、韧性、硬度要求，使用安全。
2.3.5 模具制造工艺性
由于制品没有复杂的曲面，结构简单，有利于简化模具型腔及型芯的设计和CNC数控编程及加工制造程序，也有利于很好地保证加工精度。
3 塑料材料的成型特性与工艺参数
成型树脂的性质直接影响模具的设计。在设计模具之前，必须清楚成型树脂的性质，然后根据成型树脂的性质进行设计，以确定模具的浇注系统及选择适当的浇口位置，减少成型后由于收缩产生的变形。
本塑件的树脂材料选为聚甲醛,缩写为POM。综合性能良好，强度、刚度高，减摩耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，适合制造减摩零件、传动零件、化工容器及仪器仪表外壳。
3.1 POM的成型性能
1）典型结晶型塑料，熔融范围很窄，熔融或凝固速度快，结晶化速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流动性下降；
2）热敏性强，极易分解，分解温度为240℃，但200℃时滞留30min以上也即发生分解，分解时产生有刺激性，腐蚀性气体；
3）流动性中等，溢边值为0.04mm左右，流动性对温度变化不敏感，但对注射压力变化敏感；
4）结晶度高，结晶时体积变化大，成形收缩范围大，收缩率大；
5）吸湿性低，水分对成形影响极小，一般可不做干燥处理，但为了防止树脂表面吸附水分，不利成形，加工前须进行干燥并起预热作用，特别对大面积薄壁塑件，改善塑件表面光泽有较好效果，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90~100℃，时间4h，料层厚度3cm；
6）摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可滞有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如毛班，折皱，熔接痕，缩孔，凹痕等弊病；
7）宜用螺杆式注塑机成形，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量不应超过注塑机注射克量的75%，或取注射容量与料筒容量之值为1:6~1:10，料筒，喷嘴等务必防止有死角，间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜取低，并宜用单头，全螺纹，等距，压缩突变型螺杆；
8）喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎现象，喷嘴孔可呈喇叭形，并设置单独控制的加热装置，以适当的控制喷嘴温度；
9）模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜小，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高时应防止滑动配合部件卡住，模具应选用耐磨耐腐蚀材料并淬硬，镀羅、镀铬，要注意排气；
10）必须严格控制成形条件，嵌件应预热（一般100~150℃），料温取稍高于熔点（一般170~190℃）即可，不宜轻易提高温度。模温对塑件质量影响较大，提高模温可改善表面凹痕，有助于融料流动，塑件内外均匀冷却，防止缺料，缩孔，折皱，模温对结晶度及收缩也有很大影响，必须正确控制，一般取75~120℃，壁厚大于4mm的取90~120℃，小于4mm取75~90℃。宜用高压高速注射。塑件可在较高温度时脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不均，脱模后宜将塑件放在90℃左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却；
11）在料温偏高，喷嘴温度较低，高压对空注射时易发生爆炸性伤人事故，分解时有刺激性气体，易燃，应远离明火。
3.2 POM的注射工艺参数
POM的注射工艺参数如表1：
表1 POM注射工艺参数
项目
参数
注射机类型
螺杆式
螺杆转速（r/min）
28
料筒后段温度（℃）
160～170
料筒中段温度（℃）
170～180
料筒前段温度（℃）
180～190
喷嘴温度（℃）
170～180
模具温度（℃）
90～120
注射压力（MPa）
80～130
预热温度（℃）
80～100
热时间（h）
3～5
高压时间（s）
0～5
保压时间(s)
20～90
冷却时间(s)
20～60
成形周期（s）
50～160
后处理方法
红外线灯、烘箱
后处理温度
140 ～145℃
后处理时间
4h
说明
空气循环干燥箱干燥
3.3 POM的性能分析
POM的性能参数如表2：
表2 POM性能参数
参数
数值

参数
数值
密度（g/cm3）
1.41

屈服强度（MPa）
69
质量体积（cm3/g）
0.71
抗拉强度（MPa）
60
吸水率 24h/长期
0.12~0.14/0.8
断裂伸长率(%)
55
摩擦系数
阿姆斯勒试验μ=0.31，b=6.0，负荷28N/cm3
动0.14，静0.21
POM/POM
0.2~0.4
POM/钢0.1~0.2
拉伸弹性模量(GPa)
2.5
抗弯强度（MPa）
104
弯曲弹性模量(GPa)
1.8
抗压强度（MPa）
69
抗剪强度（MPa）
45
玻璃化温度（℃）
~50
冲击韧度
KJ/m2
无缺口
202
缺口
15
熔点（℃）
180~200
布式硬度
11.2 M78
熔融指数g/10min
190℃,载荷21N，喷嘴Φ2.09
2.71~16.9
表面电阻率
Ω

维卡针入度（℃）
152~160
体积电阻率
Ω·m
1.87×1014
马丁耐热（℃）
≦60
热变形温度0.45MPa/1.8MPa（℃）
158~174
110~157
介电常数(106HZ)
3.56
线膨胀系数10-5/℃
10.7
击穿电压
KV/mm
18.6
计算收缩率（%）
1.5~3.0
介电损耗角正切(106HZ)
7.8×10-3
比热容J/(kg·K)
1470
热导率W/(m·K)
0.231
耐电弧性（s）
129~140
燃烧性（cm/min）
2.54
4 拟定模具结构形式
4.1分型面位置的确定
在塑件设计阶段，就应考虑成型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响。因此，分型面的选择是注塑模设计中的一个关键因素。
4.1.1分型面的类型
注射分型面一般可以分为四种基本类型：
① 制品全部在动模内成形；
② 制品全部在定模内成形；
③ 制品同时在动、定模内成形；
④ 制品在多个瓣合模块中成形；
具体采用分型面类型要根据制品的几何形状、浇注系统、脱模机构，以及制品质量要求等因素综合地加以考虑。
4.1.2分型面的选择原则
如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于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，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：
① 分型面应选择在制品的最大截面处，否则，制品无法脱模，在选择分型面时，这是首要原则；
② 尽可能使制品留在动模一侧，因为注射机的推出机构设置在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模机构的设置；
③ 有利于保证制品的尺寸精度；
④ 有利于保证制品的外观质量满足塑件的外观质量；
⑤ 尽可能满足制品的使用要求；
⑥ 尽量减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力；
⑦ 长型芯应置于开模方向；
⑧ 有利于排气；
⑨ 有利于简化模具结构；
⑩ 在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。
该塑件在进行塑件设计时已经充分考虑了上述原则，再根据塑件的结构形式，选定模具的分型面如图4.1A-A所示。

图4.1 分型面
4.2 确定型腔数量
型腔数量的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量要求、批量大小、交货期长短、注射机能力、模具成本等要求来综合考虑。一般来说，精度要求高的小型塑件和大中型塑件以及复杂塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。
该塑件体积小，加工精度要求不高，且为大批量生产，理论上可以采用一模多腔的形式。考虑到该塑件需要侧抽芯且抽芯距离较长，初步定为一模两腔的模具结构。
4.3 确定型腔布置
一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列，H形排列，直线形排列以及复合排列等。在设计时应注意如下几点：
1） 尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证质量的均一和稳定；
2） 型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；
3） 尽可能使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸；
4） 型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工困难。
综上所述，根据塑件的结构采用平衡式排列，如图4.2所示:

图4.2 型腔排列示意图
5 注射机的选择
5.1 注射机的初步选择
在模具设计时，根据产品几何尺寸及模具结构特点，尽可能选用适合的注塑机以充分发挥设备的内在能力。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机。
5.1.1 计算塑件的体积和质量
根据本塑件的三维零件图及相关尺寸，利用PRO/E软件计算出该塑件的体积为，POM的密度，所以塑件质量：
。
而流道凝料的质量m2是个未知数，我们可以取塑件质量的0.6倍来计算，所以注射量为：

式中：n为腔数，在此取2。所以，注塑料的体积为。
5.1.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2在模具设计前是未知的，根据多腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1(通过PROE建模分析可得)的0.2～0.5倍之间。因此可取0.35。其中：
总投影面积A为：

锁模力Fm可依照公式算出：

式中：P为型腔压力单位MPa ，此处取P＝35Mpa（因为所用塑料为中等黏度的POM，且浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，所以应该取大一点）。
5.1.3 根据质量和锁模力来选择注射机
注射机的最大注射量（额定注射量G）和额定锁模力Fm应满足：
其中α—注射系数，在此取0.75。

根据以上分析，采用一模两腔的模具结构。考虑塑件的结构、塑件的材料、塑件的注射成型工艺等，现选用SZ－200/1000型注射机。
表3 SZ－200/1000型注射机的主要技术参数
项目
SZ－200/1000
结构形式
卧
理论注射容量（cm³）
210
螺杆（柱塞）直经(㎜)
42
注射压力（MPa）
150
注射速率（g/s）
110
塑化能力（g/s）
14
螺杆转速（r/min）
10－250
锁模力（KN）
1000
拉杆内间距（㎜）
315×315
移模行程（㎜）
300
最大模具厚度（㎜）
350
最小模具厚度（㎜）
150
锁模形式
双曲肘
模具定位孔直径（㎜）
Ф125
喷嘴球半径（㎜）
SR10
喷嘴口孔径（㎜）
Ф3.5
5.2 型腔数量的校核
在初步选择了注射机以后还需要对相关的参数进行校核，以确定所选的注射机符合该塑件生产的全部条件，在实际设计中，通常对以下几个方面进行校核：
5.2.1 型腔数量的校核
① 由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数n：

上式= 15.4＞1。所以，所设定的型腔数符合要求，合格。
式中 k——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8
M——注射机的额定塑化量，取14 g/s
t——成型周期，取50 s
m1——为单个塑件的质量（g），取m1=35.109 g
m2——为浇注系统的质量（g），取m2=21.0654g
② 按注射机的最大注射量校核型腔数量n：

上式右边=4.21。所以，所设定的型腔数符合要求，合格。
式中 Mn——注射机允许的最大注射量（g或cm³）
5.2.2 锁模力的校核
模具锁模力必须大于涨模力，才能防止分型面上产生溢边，保证制品在深度方向的尺寸精度。通常，可采用下列公式进行校核：

式中 F——注射机最大合模力(KN)
n——型腔个数
p——成型时型腔平均压力（MPa）
A1——塑件在开模方向的最大投影面积(mm²)
A2——浇注系统在开模方向的最大投影面积(mm²)
从前面可知型腔个数： n=2

而注塑机合模力1000KN>126.872KN，故满足要求。
5.3 校核注射机技术参数
确定型腔和选择注射机以后，这种注射机是否合适，还要对该机型的其他技术参数进行校核。
5.3.1 注射压力的校核
该项工作是校核所选注射机的额定压力Pe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流动性，塑件结构的壁厚以及浇注系统类型等因素所决定，生产实践中其值一般为80MPa-130MPa。设计中要求：

式中k—安全系数，常取1.25-1.4，在此取1.3。
而Pe=150Mpa，所以Pe>104MPa 符合要求。
5.3.2 注射机安装模具部分相关尺寸的校核
不同型号的注射机安装部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大与最小厚度及安装螺钉孔等。
① 喷嘴尺寸。注射机喷嘴一般为球面，其球面半径R与相接触的模具主流道始端凹球面半径R凹相适应，即。
② 定位圈尺寸。模具安装在注射机上必须使模具中心线与料筒，喷嘴的中心线相重合，定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配。
③ 模具厚度Hm也称模具闭合高度，必须满足
式中Hmin—注射机允许的最小模具厚度，即动定模之间的最小开合距离；
Hmax—注射机允许的最大模具厚度。
在此模具中Hm=200，因为,所以符合要求。
④ 模具长，宽尺寸与注射机拉杆距离的关系。模具安装有两种方式，即从注射机上方直接吊入机内进行安装，或者先吊到侧面推入机内安装，为安装方便，应使模具尺寸与注射机拉杆间距离小于10mm。
⑤ 模具与注射机的安装关系。模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。压板式安装灵活而被广泛采用，而螺钉式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安装比较麻烦，但对于大型模具的安装，这种安装安全可靠。在此选用压板式安装。
⑥ 脱模距与模板行程的校核
由于采用斜销分型抽芯机构，所以其开模行程：
其中：，
式中： H1—脱模距离（㎜）；
H2—包括浇注系统在内的制品高度（㎜）；
L—注射机开模行程（即移动模板的行程）（㎜）；

所以符合要求。
6 浇注系统的设计
浇注系统由浇道（主流道）、分流道、浇口组成。从注塑机喷嘴至模具型腔的熔融树脂流路称之为流道，其浇口套内树脂流路称之为主流道，其余部分称之为分流道。分流道末端通向型腔的节流孔称之为浇口，在不通向型腔的分流道末端设置冷料井。浇注系统分为两大类，制品与固化的浇注系统一同从模具中取出的浇注系统称之为冷流道浇注系统。通过加热装置保持流道中树脂为熔融状态的称之为热流道浇注系统。
浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。
6.1主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
6．1．1主流道尺寸
① 为了使凝料顺利拔出，主流道小端直径d应稍大于注塑机喷嘴直径。
d=注射机喷嘴直径+（0.5～1）
=3.5+（0.5～1），
取d=4mm。
② 主流道入口的凹坑球面半径 SR0也应大于注塑机喷嘴球头半径，否则，两者不能很好贴和，会让塑料熔体反喷，出现溢边致使脱模困难。故：
主流道球面半径应为：
R=喷嘴球面半径+（2～3）
= 10 +（2～3）
= 12 mm
取R=12
③ 球面配合高度h=3到5mm，取h=3mm。
④ 主流道长度尽量小于60mm，取L=32mm。
⑤ 锥孔壁粗糙度Ra≤0.8μm，取Ra=0.63μm。主流道的锥角α=2°～4°。过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气。过小锥角使凝料脱模困难，还会使充模时流动阻力大，比表面增大，热量损耗大。该设计中取=3°，所以主流道大端直径D=d+2Ltanα=7.4mm。
⑥主流道的出口端应有较大的圆角，其半径r=1/8d=0.5mm
6．1．2主流道衬套的形式
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，即浇口套，以便有效地选用优质刚才单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A,T10A等，热处理硬度为50HRC～55HRC,如图6.1所示

图6.1主流道浇口套
6．1．3定位圈的设计
为了便于模具在注射机上安装以及模具浇口套与注射机的喷嘴孔精确定位，应在模具上（通常在定模上）安装定位圈，用于与注射机定位孔匹配。定位圈除完成浇口套与喷嘴孔的精确定位外，还可以防止浇口套从模内滑出。图6.2为定位圈的尺寸和形状。

图6.2 定位圈
6.2 分流道的设计
分流道是熔料从主流道进入型腔前的过渡部分，其作用是通过浇道截面及方向变化，使熔料平稳的转换流向，注入型腔。常见的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形和U型等。其中，圆形截面分流道的表面积最小，热量不容易散失，流动阻力最小，但它需要开在动模和定模上，要保证两半圆完全吻合，制造困难；梯形截面分流道加工容易，热量散失和阻力也不大，是最常用的形式；U形截面分流道的优缺点与梯形截面基本相同。分流道的形状及尺寸，应根据塑料的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度因素来确定。另外，从传热面积考虑，热固性塑料的注射模宜用矩形截面分流道，而热塑性塑料宜用圆形截面分流道；从压力损失考虑，圆形分流道最好。由于该塑件采用了一模两腔结构，所以必须设置分流道 。一般当分型面为平面的时候，通常采用圆形截面的流道。因为该塑件的分型面为平面，所以分流道采用圆形截面，其直径查阅相关资料可取 6mm。
6.3 浇口的设计　　
浇口的基本作用是使分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。浇口在大多数情况下是整个浇注系统中截面最小的部分（除直接浇口外）。当熔体通过狭小浇口时，其剪切速率增高，同时由于摩擦作用，熔体温度升高，熔体粘度降低，流动性提高，有利于填充型腔，获得外形清晰的制品。当浇口截面尺寸过小时，压力损失大，冷凝快，补缩困难，会造成制品缺料、缩孔等疵病，甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象，制品表面出现凹凸不平。相反，浇口截面尺寸过大，注射速度降低，温度下降，制品可能产生明显的熔接痕和表面云层现象。所以浇口形式、大小和位置的选择，数量多少，在很大程度上决定了成品质量的好坏，也影响着制品成型周期的长短。
浇口形式较多，一般可分为直接浇口、中心浇口、侧浇口、点浇口、潜伏式浇口及护耳浇口等。一般来说小浇口优点较多，它可以增加熔体通过的流速，充模容易，这对于塑料熔体粘度对剪切速率较敏感的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯等尤其有利；小浇口对熔体有较大的摩擦阻力，结果使熔体温度明显上升粘度降低，流动性增大，有利于薄壁复杂制品的成型。
浇口设计很重要的一方面是位置的设计，浇口位置选择不当会使塑件产生变形、熔接痕、凹陷、裂纹等缺陷。一般说来，浇口位置选择要遵循以下原则。
1) 浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少；
2) 浇口位置的设置应有利于排气和补缩；
3) 浇口位置的选择要避免塑件变形；
4) 浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕、提高熔接痕的强度。
根据该塑料的特性及塑件的结构形式，设计时采用侧浇口。
侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料，故也称之为边缘浇口。侧浇口的截面形状为矩形。其优点是形状简单，易于加工，便于试模后修正。缺点是在制品的外表面留有浇口痕迹。中小型制品的多腔模常采用侧浇口设计方案。

图6.3侧浇口
通过PROE建模可得A=6902.373mm2，计算得W=1.94mm，取2mm，浇口深度中小型制品常用0.5~2mm，在此取2mm，浇口长度取0.75mm。
7 成型零件的结构设计和计算
模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。成型零件包括凹模、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型过程中成型零件受到塑料熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度、刚度和表面硬度。
7.1定模部分的型腔
定模部分的型腔根据塑件的结构和成形工艺分析直接在定模板中加工，螺纹部分可通过嵌块实现，其结构和尺寸如下图7.1所示：
型腔的工作面尺寸计算。
① 型腔径向尺寸：

图7.1 定模板

② 型腔的深度尺寸：

式中 h——塑件高度最高尺寸，为13.5 mm
S——塑件平均收缩率（ABS的成形收缩率为1.5%～3%，这里取2.25%）
X——修正系数，取0.75
——塑件公差值，取0.20mm
7.2动模部分的型芯
7.2.1主型芯（图7.2）
① 采用螺钉固定形式，下底面用螺钉与垫板锁紧。
② 型芯的工作面尺寸计算
型芯的直径计算

图7.2 主型芯

式中 S——塑件平均收缩率（ABS的成形收缩率为1.5%～3%，这里取2.25%）
d——为塑件内宽径尺寸，为48 mm
X——修正系数，取0.75
——塑件公差值，取0.20 mm
—— 制造公差，取/4
7.2.2侧型芯（型销）（图7.3）
侧型芯的结构与尺寸如图所示：

图7.3 侧型芯
侧型芯的直径计算

注： 式中各符号意义同上。
7.3 嵌块的设计
输油管接头的螺纹部分由嵌块形成。由于嵌件必须与塑件相互咬合构成整体。因此，嵌件的设计必须满足这样的加工工艺性要求。
1)嵌件材料 需选用其膨胀系数与塑件材料的膨胀系数尽可能相接近的材料；
2）嵌件形状 尽可能选用圆形或周对称形，且不允许存在尖角或锐角，以便于塑料均匀收缩和防止产生局部应力，甚至应力集中现象；
3）嵌件的位置 嵌件在塑件的位置，通常与塑件使用要求，强度，成形施压方向，熔体流动方向等有关。一般来讲，应使嵌件距塑件边缘远一点为好。如果是一个嵌件，应将其置于 塑件中心位置。如果是多个