饮水机接水盒模具设计和凸模加工工艺过程设计模板.doc

目 录摘要（汉字） 摘要（英文） 1.引言 12.塑件分析 2 2.1.材料选择2 2.2.塑件几何形式及结构分析33.成型设备选择和校核 5 3.1.型腔数量确实定5 3.2.注射机参数校核5 3.3.开模行程校核7 3.4脱模力校核 74.浇注系统和排溢系统设计8 4.1.塑料制件在模具中位置8 4.2.浇注系统设计95.成型零部件设计和计算155.1.成型零件结构设计 155.2.成型零件工作尺寸计算 165.3.模架选择 176.脱模机构设计 186.1.脱模力计算 156.2.推出机构设计196.3推出机构复位和导向217.合模导向机构设计 228.温度调整系统238.1.冷却系统设计标准 238.2.冷却回路尺寸计算 249.注射机参数校核 2410.设计总结 2611.参考文件 27饮水机接水盒模具设计和凸模加工工艺过程设计摘要毕业设计是在修完全部课程以后，在立即走向社会之前一次综合性设计。此次设计课题是饮水机接水盒注射模设计,是对以前所学专业知识一个总结。 此次设计中，关键用到所学注射模设计，和机械设计等方面知识。着重说明了一副注射模通常设计过程，即注射成型分析、注射机选择及相关参数校核、模具结构设计、注射模具设计相关计算、模具总体尺寸确实定和结构草图绘制、模具结构总装图和零件工作图绘制等。其中模具结构设计既是关键又是难点，关键包含成型位置及分型面选择，模具型腔数确实定及型腔排列和流道布局和浇口位置选择，模具工作零件结构设计，侧面分型及抽芯机构设计，斜销设计推出机构设计，拉料杆形式选择，排气方法设计等。经过此次毕业设计，使我愈加了解模具设计意义，和知道怎样查阅相关资料和怎样处理在实际工作中碰到实际问题，这为我们以后从事模具行业打下了良好基础。 此次毕业设计也得到了广大老师和同学帮助和指导，在此一一表示感谢！因为实践经验缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。关键词：饮水机接水盒，模具设计，ABS塑料THE MOULD DESIGN OF THE CASE FOR WANTER DISPENSERAND PROTRUDING MODEL MANUFACTURINGABSTRACTGraduate design course at the end, after all, is about to move in before the first integrated community design. The design of the case for wanter dispenser is the subject of the injection mold design, is a school before a summary of professional knowledge.The design of the main school used by the injection mold design and mechanical design expertise. Highlighted a general injection mold design process, that is, the analysis of injection molding, injection molding machine of choice and check the relevant parameters, the structural design of mold, injection mold design of the calculation, the overall die size and structure of the draft to determine the drawing, mold the structure of work and parts assembly diagram mapping and so on. The adoption of the graduation project, so I better understand the significance of die design, as well as know how to access relevant information and how to solve the practical work in the practical problems encountered, which we will engage in mold industry has laid a good foundation.The Graduation Project has been overwhelming majority of teachers and students for their help and guidance, expressed his gratitude in this 11! Due to the lack of practical experience, and the level of the limited time constraints. The design process it is inevitable that errors and defects, I earnestly urge teachers and students criticism.KEYWORDS: the case for wanter dispenser , mould design , ABS plastic1.引言1.1塑料模具现实状况及发展模具产品是工业产品制造基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平关键标志之一。西方发达国家为了适应工业产品品种多、更新快、市场竞争猛烈局面，加强了对生产周期短、精度高、寿命长、成本低模具产品研究和开发，近十多年来，国外优异国家模具技术水平得到了飞速发展。中国模具行业多年来发展很快，据不完全统计，现在模具生产厂共有2万多家，从业人员约有50多万人，整年模具行业产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元，进口约10亿美元。目前，中国模具行业发展含有以下特征：大型、精密、复杂、长寿命、中高级模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压模成百分比增加；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展快速；股份制改造步伐加紧等。中国模具总量即使已位局世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。全球制造业正以垂直整合模式向中国及亚太地域在转移，中国正成为世界制造业关键基地。制造业模式改变，必将产生对新技术需求，也必将造成CAD技术发展。同时，因为网络技术大面积应用，将在更大程度上改变制造业模式。作为产品制造关键工艺装备、国民经济基础工业之一模具工业将直接面对竞争第一线，模具工业除需要“高技艺”从业人员外，还需要更多“高技术”来确保。模具属单件生产，又是订单生产。现在新产品结构越来越复杂、质量要求越来越高、交货期越来越短，这就对模具设计和制造提出了更高要求。首先是新产品无经验可凭，其次又期望一次试模成功，以缩短周期、降低成本。 一个产品由设计到生产过程大致以下：产品设计模具设计模具制造试模产品生产。其中，模具设计起着特殊作用，它要将产品设计理念“实现化”，一直到试模出合格制品，模具设计任务才算完成和成功。2塑件分析2.1材料选择该塑件为饮水机接水盒,它要和另外部件匹配使用，但没有太高配合精度，所以从塑件使用性能上分析，其必需含有有一定综合机械性能,包含良好机械强度，一定弹性和耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。而符合以上性能有多个塑料材料，从材料起源和材料成本和调配颜色来看，ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）比较适合。ABS是现在世界上应用最广泛材料，它起源广，成本底，符合该塑件成型特征。所以制作该塑件选择ABS塑料。表1.1.1 ABS关键技术指标密度比溶吸水率收缩率热变形温度1.021.160.80.980.2%0.4%1301600.3%0.8%83103.抗拉强度拉伸弹性模量弯曲强度冲击强度比体积50Mpa1.8X10780Mpa11HB9.7HB0.860.96表1.1.2 ABS注射工艺参数注射机类型螺杆转数喷嘴形式喷嘴温度螺杆式5070直通式180190。料筒温度模具温度注射压力保压力190-200 200-220 170-19050706090Mpa30-60 Mpa注射时间保压时间冷却时间成型周期3-5 S1530 S1030 S3070S预热温度预热时间计算收缩率808523h0308%ABS无毒，无味，呈微黄色，成型塑料件有很好光泽。密度为1.02-1.05g/cm3。ABS有极好抗冲击强度，且在低温下也不快速下降。有良好机械强度和一定耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。ABS有一定硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70度左右，热变形温度约为90度左右。耐气候差，在紫外线作用下易变硬发脆。其成型特点：ABS在升温时黏度增高，所以成型压力较高，塑料上脱模斜度稍大。ABS吸湿性强，含水量应小于0.3，必需充足干燥，要求表面光泽塑件应要求长时间预热干燥，成型前加工要进行干燥处理。流动性中等，溢边料0.04mm左右。易产生熔接痕，模具设计时应注意尽可能减小浇注系统对料流阻力；在正常成型条件下，壁厚，溶料温度及收缩率影响极小。ABS成型收缩率，拉伸模量，泊松比和刚摩擦原因见下页表1.1.3.表1.1.3 ABS成型收缩率，拉伸模量，泊松比和钢摩擦原因塑料名称成型收缩率/%拉伸模量E/X103Mpa泊松比U和钢摩擦系数fPE1.5-3.50.212-0.980.490.23-0.5PP0.4-3.01.6-6.20.430.49-0.51PS0.2-0.81.4-8.90.380.45-0.75ABS0.1-0.71.91-1.980.380.20-0.252.2塑件几何形式及结构分析(以下图示)图1.2.1 塑件里面图图1.2.2 塑件正面图1脱模斜度 脱模斜度取决于塑件形状，壁厚及塑料性能和收缩率。本塑件因为型腔深度通常 ，但因为考虑到塑件跟饮水机其它部件配合使用，且配合精度不高，所以塑件两侧要有角度，所以要使塑件强行脱模方法，而且往外偏有个小角度；本塑件要有足够强度和刚度，才能经受推件杆推力而不使塑件变形，该产品壁厚均匀：本产品取1.5mm.表1.2.2塑料制品脱模斜度塑料制品材料脱模斜度塑件外表面塑件内表面ABS塑料401203512壁厚塑件壁厚是最关键结构要素，是设计塑件时必需考虑问题之一。应该考虑尽可能采取均匀壁厚，所以该塑件壁厚取为1.5mm，符合参考资料模具工程大典第三卷表1.48推荐壁厚，且可确保塑件刚度、强度，可预防塑件产生内应力和气泡、缩孔等多种质量缺点。 表1.2.1 塑件壁厚选择塑料种类制件最小壁厚小型产品壁厚中型产品壁厚大型产品壁厚塑料 ABS0.751.5233.5 形状该塑件为壳状零件，内部结构对称，外形中等，形状简单，尺寸精度不算高，壁厚均为1.5 mm,材料是ABS收缩率取0.05%，净重约42G，塑件外形长160mm,宽60mm，高40mm.因为塑件为壳形零件，且局部有凹槽，为了减小加工难度，降低制作成本，所以采取凸凹模。支承面塑件支承面应充足确保其稳定性，通常不以塑件整个底面作为支承面而将底面设计成凹凸形，或在凹入面增加加强肋。所以该塑件以凸边所在面为支承面，这么能够达成整个底平面平直。圆角该塑件四面为过渡圆弧，可避免应力集中，增加强度和延长寿命，且圆角半径和壁厚关系符合要求。6加强肋为确保塑件制品强度和刚度及避免塑件变形，故该塑件内部四面设计有加强肋。7.塑件精度选择：该塑件外观质量要求稍高，参考表39（精度等级选择），该塑件为通常精度，故其精度等级为7级。另外，依据参考资料模具工程大典，成形表面粗糙度通常为Ra0.10.2um,特殊要求为Ra0.0250.1um,配合表面Ra0.8um,其它表面Ra1.66.3um。所以在设计时，要考虑粗糙度选择。所该接水盒外边面粗糙度为Ra1.6 um，内表面为3.26.3 um。3 设备选择和校核为了确保注射质量和充足发挥设备能力,应依据注射模一次成型塑料体积和质量来初步确定注射机类型。依据理论和在实际生产中经验得出塑件和浇注道之间材料总和应该在注射机理论注射量50%80%之间。（初步估算浇注系统质量为40g）初步选定注射机为XS-ZY-2501250：3.1型腔数量确实定 因型腔数量和注射机塑化速率、最大注射量及锁模量等参数相关，所以有任何一个参数全部能够校核型腔数量。通常依据注射机最大注射量来确定型腔数量； n (Km-m)/m式中 注射机最大注射量利用系数，通常取0.8； m注射机许可最大注射量（g或cm）；m浇注系统所需塑料质量或体积（或）；m单个塑件质量或体积(或)。 由此可求出： n(0.8*270-40)/424.2. 故取n=4满足设计要求。3.2注射机参数校核1. 注射量校核模具型腔是否能充满和注射机许可最大注射量亲密相关，设计模具时，应确保注射模内所需熔体总量在注射机实际最大注射量范围内。依据生产经验，注射机最大注射量是其许可最大注射量（额定注射量）80%，由此有： n m+ m80%m 442+400.8270 即 208216 (符合要求)2. 塑件在分型面上投影面积和锁模力校核 注射成型时，塑件在模具分型面上投影面积是影响锁模力关键原因，其数值越大，需要锁模力也就越大。假如这一数值超出了注射机许可使用最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。所以，设计注射模时必需满足下面关系： A=nA+A A单个塑件在模具分型面上投影面积，该塑件为9318.16mm； A浇注系统在模具分型面上投影面积,约为A0.20.5倍，该设计取0.4；总投影面积计算为： A=nA+A=49318.16+0.49318.16=409999.904410000 mm锁模力校核：从而得到FF=AP 式中，F注射机额定锁模力为1250KN； P模具型腔内塑料熔体平均压力（Mpa）,通常为2040 Mpa，此设计中取35 Mpa；所以F=4100035=143.5 KN，则FF （符合要求） 故该注射机符合要求。其技术参数以下：XS-ZY-250注射机关键技术参数型号项目单位XS-ZY-250额定注射量cm250螺杆直径mm45注射压力MPa160注射速率g/s110塑化能力g/s18.9锁模力kN1250螺杆转速r/min10200拉杆内间距mm415415移模行程mm360模具最大厚度mm550模具最小厚度mm150锁模形式双曲肘喷嘴口直径mm3定位孔直径mm160喷嘴球半径mmSR153.3 开模行程校核 开模取出塑件所需要开模距离必需小于注塑机最大开模行程。对于XS-ZY-250注塑机来说，其最大开模行程有注塑机曲轴机构最大行程决定，于模具厚度无关。双分型面注射模，其开模行程按下式校核：SH+H+ a +（510）mm式中 S注塑机最大开模行程（mm）； H塑件脱出距离（也可作为凸模高度）（mm）； H塑件高度（mm）； a 中间板和定模分开距离（mm）；已知 H=70mm H=40 mm a=65 mm所以 H+H+ a +（510）=70+40+65+（510）=180185（mm）又因为XS-ZY-250卧式注塑机移模行程为360mm 185 mm360mm所以开模行程也符合要求。3.4脱模力Q Q=Lhp(fcos-sin)式中L型芯或凸模被包紧部分周长（cm）；h被包紧部分深度（mm）；p由塑件收缩率产生单位面积上正压力，通常去7.81.8Mpa;f摩察系数，通常取0.1.2；脱模斜度（）。而对于不通孔壳型塑件脱模时，需克服大气压力造成阻力（Q）,即 Q=1FF为垂直于推出型芯方向投影面积（cm）。并设大气压力为0.09 Mpa，则Q=F所以，当不塑件对型芯粘附力时，其总脱模力（Q）为Q= Q+ Q计算时，为使脱模力（Q）大于诸原因造成阻力，仍须修正以确定脱模力。由零件图得L=42.663cm h=40mm p=9.8 Mpa f=1.5 =0.5 所以Q=42.663409.8（0.15cos0.5 - sin0.5 ）+0.092362.55N推杆推顶接触总面积a=8=401.92(mm)则接触压力校核为 = Mpa5.88 Mpa=14 Mpa由此可知，该模具推杆推顶总面积是可行。4浇注系统和排溢系统设计4.1 塑料制件在模具中位置1型腔数量及排列方法1）.有以上计算得出，型腔数为4，即一模四件。2）.此塑件结构比较对称，故塑件在模具型腔位置成对称布局。型腔排列应遵照以下标准：当采取一模多腔时，型腔在模板上通常采取圆形排列，H形排列，直线排列和复合排列等。在设计时应遵照以下关键点：尽可能采取平衡式排列，方便组成平衡式浇注系统，确保制品质量均一和稳定。型腔部署和浇口开设部位应努力争取对称，以预防模具承受偏载而产生溢料现象。尽可能使型腔排列得紧凑，方便减小模具外形尺寸。型腔圆形排列所占模板尺寸大，即使有利于浇注系统平衡，但加工困难，除圆形制品和部分高精度制品外，在通常情况下常见直线排列和H形排列。综上分析，型腔排列选择H形排列。 图4.1.1 型腔部署图2分型面设计将模具合适地分成两个或多个能够分离关键部分，这些能够分离部分接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必需接触封闭，这么接触表面称为模具分型面。依据塑件形状和尺寸，因为此塑件为外观件，且在侧边为配合部位要求较高，故采取针点式浇口，选择单一平直分型面。本模具采取平直分型面有以下优点和符合设计基础标准：1)分型面在塑件外形最大轮廓处；2)便于塑件顺利脱模；3)确保塑件精度要求；4)满足塑件外观要求；5)便于模具加工制造；6)降低塑件在合模分型面上投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象；7)有利于排气；8)确保抽心机构顺利抽心;9)确保斜销机构顺利退出。4.2浇注系统设计浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还对塑件所用塑料利用率、成型生产效率等相关，所以这是一个关键步骤。浇注系统设计关键包含主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分。它关键作用是未来自注射机喷嘴塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内气体能立即顺利排出，将注射压力有效地传输到型腔各个部位，以取得形状完整、内外在质量优良塑料制件。浇注系统设计应遵照浇注系统设计标准： （1）排气量好； （2）步骤短； （3）预防型芯和嵌件变形； （4）整修方便；（5）预防塑件翘曲变形；（6）合理设计冷料穴和排溢槽；（7）浇注系统断面积和长度另外，设计浇注系统应注意以下几点：1）.流道应尽可能减小弯折，表面粗糙度为Ra1.6到Ra0.8um，2）.应按型腔 布局设计，尽可能和模具中心线对称，3）.应避免在模具单面开设浇口，不然会造成注射时受力不均，4）.设计主流道时，避免熔融塑料冲击小直径型芯及镶件，以免产生弯曲或折断。5）.在满足塑料成型和排气良好前提下，要选择短步骤，这么可缩短填充时间，6）.能顺利地引导熔融塑料填充各个部位，7）.在成批塑料制品生产时，在确保产品质量前提下，要缩短冷却时间及成型周期。 1主流道设计主流道(俗称浇口套)是塑料熔体流动信道，在卧式注射机上主流道垂直于分型面，因为本塑件在内部开了一个比较大槽，可让主流道设于该处。主流道设计关键点： 浇口套内孔呈圆锥形，锥度为2到6度。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使流速增大，热量损耗大，表面粘度上升，造成注射困难。浇口套进口直径d应比注射机喷嘴孔直径d1打1到2mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后脱模困难。浇口套内孔出料口处应设计成圆角r，通常为0.5到3mm。浇口套和注射机喷嘴接触处球面圆弧度必需温和。设模具浇口套球面半径为R，注射机球面半径为r，其关系式以下：R=r+0.51mm 浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触式圆弧度吻合好。浇口套长度应尽可能短，能够降低冷料回收量，降低压力损失和热量损失。浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6到Ra0.8um，确保料流顺利，易脱模。浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。浇口套长度应和定模板厚度一致，它端部不应凸出在分型面上，不然会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。浇口套部位是热量最集中地方，为了确保注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却方法。2.主流道尺寸确实定 为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，锥角取4，选择材料为T10A，热处理要求淬火5357HRC。其关键尺寸可由以下计算取得：主流道小端直径 d=R+(0.51)=3+1mm=4mm；主流道球面半径 SR=R+(12)=15+1mm=16mm;球面配合高度 35，取3；主流道锥角 26，取4；主流道长度 依据本塑件实际情况确定浇口套形状和尺寸以下： 图4.2.1浇口套图3 分流道设计 分流道是指主流道末端和浇口之间这一段塑料熔体DF 流动信道,它是浇注系统中熔融状态塑料由主流道流入型腔前经过截面积改变及流向变换来取得平稳流态过滤段.所以要求所设计分流道应能满足良好压力传输和保持理想填充状态,使塑料熔体立即地流经分流道充满型腔,而且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡分配到各个型腔。该塑件采取内浇口，因塑件外形尺寸比较大故要设置分流道。分流道设计设计关键点：在确保正常注射成型工艺条件下，分流道截面应尽可能小，长度尽可能短。较长分流道应在末端开设冷料穴，方便容纳注射开始时产生冷料和防空气进入模具型腔内。 在多型腔注射模具中，各分流道长度均应一致，长度应尽可能缩短，以确保熔融塑料同时均匀地充满各个型腔。当分流道开设在定模侧边，并从浇口处延伸很长时，要加设分流道拉料杆，便于开模时冷料易脱模。分流道表面粗糙度要达成Ra1.6um。设计分流道时，应先取较小尺寸，比便于试模后依据实际情况进行修正。多型腔注射模具分流道布局取决于型腔布局，要保持相对平衡。假如分流道较多时，应加设分流锥，分流锥是注射模具及传输模具上一个关键零件。分流道分布形式图纸所表示。 图4.3.1点交口示意图4浇口位置选择 浇口形式很多，但不管采取什么形式浇口，其开设位置对塑件成型性能及成型质量影响全部很大，浇口位置选择不妥会使塑件产生变形、熔熔接痕、凹陷、裂纹等缺点。另外，浇口位置不一样还会影响模具结构。所以，合理选择浇口开设位置是提升塑件质量一个关键设计步骤。在选择浇口位置时，需要依据塑件结构、质量要求和成型工艺条件等综合进行考虑，通常应遵照以下标准：（1）尽可能缩短熔体流动距离；（2）避免熔体破裂现象引发塑件缺点；（3）浇口应开设在塑件壁厚处；（4）考虑分子定向影响；（5）降低熔接痕，提升熔接强度。5冷料穴设计冷料穴是浇注系统结构组成之一。冷料穴作用是容纳浇注系统流道中料流前锋冷料，以避免这些冷料注入型腔，即影响熔体充填速度，又影响成型塑件质量。主流道末端冷料穴除了上述作用外，还便于在该处设置主流道拉料杆，住宿结束模具分型时，在拉料杆作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最终由推出机构将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。为便于拉料杆将主流道凝料拉出，选择底部带有拉杆Z形冷料穴，这类冷料穴底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。在设计时应注意，冷料穴大小要适宜，通常情况下，主流道冷料穴圆柱体直径为612mm，其深度为610mm,对于大型制品，冷料穴具体尺寸可合适加大。 6排气系统设计 为了使塑料熔体能顺利充填模具型腔，必需将浇注系统型腔内空气和塑料在成型过程中产生低分子挥发气体顺利地排出模外。假如型腔内因多种原因产生气体不能被排除洁净，塑件上就会形成气泡，产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺点，所以在进行模具设计时必需考虑型腔排气问题。注射模成型时排气通常见以下四种方法进行：（1） 利用配合间隙排气（2） 在分型面上开设排气槽排气（3） 利用排气塞排气（4） 强制性排气在分型面上开设排气槽是注塑模排气关键形式。该设计就利用在分型面上开设排气槽来进行排气。分型面上开设排气槽形式和尺寸图所表示：图4.6.1分型面上排气槽图示设计成燕尾式，方便排气顺利、通畅。开设排气槽应注意到以下几点： 依据进料口位置，排气槽应开设在型腔最终充满地方。尽可能把排气槽开设在模具分型面上。对于流速较小塑料制品，可利用模具分型面及顶杆零件配合间隙进行排气。排气槽不要开设在工人操作一方，以预防塑料在注射时溢出模外，发生烧伤事故。对于大型塑料注射模具，为了预防溢料，排气槽应开设在模具分型面上，并成为曲线形。排气槽尺寸，应依据塑料流动性能来选择。 表4.6.1分型面上排气槽深度塑料品种深度h/mm塑料品种深度h/mm聚乙烯(PE)0.02聚酰胺(PA)0.01聚丙烯(PP)0.010.02聚碳酸酯(PC)0.010.03聚苯乙烯(PS)0.02聚甲醛(POM)0.010.03ABS0.03丙烯酸共聚物0.03此设计利用模具零部件配合间隙及分型面自然排气。且本设计有较多推杆，故采取推杆和推杆孔配合间隙排气。5成型零部件设计和计算模具中决定塑件几何形状和尺寸零件即成型零件设计，包含型腔、型芯、镶块和成型杆等。设计成型零件时，应依据塑料特征和塑件结构及使用要求，确定型腔总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方法、排气部位等，然后依据成型零件加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。5.1成型零件结构设计从材料来讲，成型零件通常由优质钢材制作。成型零件和塑料直接接触，承受着料流高速冲刷、脱模时塑件给摩擦力、高压高温塑料熔体挤压力，所以要求其有足够强度、刚度、硬度和耐磨性。当成型有腐蚀性气体产生塑料时，模具材料还需含有良好耐腐蚀性或表面镀硬铬。成型零件通常全部应进行热处理或预硬化处理，要求热处理变形量小，硬度达30HRC以上，为减小流阻力，通常粗糙度Ra值取0.4 um以下。模具材料选择预硬化型塑料模具钢中3Cr2Mo（GB/T 1299-）。3Cr2Mo是国际上广泛应用预硬型塑料模具钢，其综协力学性能好，淬透型高，能够使较大截面钢材取得较均匀硬度，并含有很好抛光性能，表面粗糙度低。用该钢制造模具时，通常优异行调质处理，硬度为2835HRC（即预硬化），再经冷加工制造成模具后，可直接使用。这么既确保模具性能，又避免热处理引发模具变形。所以，该钢种宜于制造尺寸较大或形状复杂、对尺寸精度和表面粗糙度要求较高塑料模具和低熔点合金。1凹模（或型腔）设计 型腔是成型塑件外表面凹状零件，按其结构不一样，可分为整体式和组合式两类。该塑件底面较为简单，经过比较，采取整体式凹模结构。整体式凹模结构比较牢靠，不易变形，成型塑件表面不会有模具接缝痕迹。当塑件形状简单时，制作整体式凹模比较轻易。用多腔模生产中小型制件时，常采取在一块材料上整体加工单个凹模或多个凹模，然后再将她们嵌入到模板内。各单个凹模 通常采取冷挤压、电加工、电镀等方法制作。 因为该塑件属于小型制品且为多型腔模具，所以采取整体嵌入式凹模，凹模和固定板之间采取过渡紧配合甚至过硬配合，方便使凹模固定牢靠。2型芯（或凸模）设计：型芯是成型塑件内表面零件。型芯按其结构也可分为整体式和组合式，整体式其结构牢靠，不会使塑件产生拼接线痕迹，但不便加工，且消耗模具钢多，且热处理不方便，常见于形状简单中小型模具或工艺试验模具。组合式凸模是由两个或两个以上零件组合而成凸模。应用于凸模形状复杂时，设计成通孔台肩式，凸模带有台肩，从下面嵌入模板，再用垫板螺钉紧固，是最常见方法。在设计和制造时必需注意结构合理，确保型芯和镶块强度，预防热处理时变形，避免尖叫镶拼。分析该塑件，结构不太复杂，且位置关系有一定要求，为了确保位置关系和尺寸，将型芯设计为组合式。 5.2成型零件工作尺寸计算 成型零件工作尺寸是成型零件上直接用来组成塑件尺寸，关键有型腔和型芯径向尺寸，型腔深度尺寸和型芯高度尺寸，型芯之间位置尺寸，孔间距离尺寸，孔和凸台至某成型表面距离尺寸，螺纹成型零件径向尺寸和螺距尺寸等。因为考虑到影响原因多，所以我们通常根据平均收缩率、平均磨损量和模具平均制造公差为基准计算方法。（1） 计算模具成型零件最基础公为： LL（1S）式中 L模具成型零件在常温下实际尺寸； L塑件在常温下实际尺寸； S 塑料计算收缩率。 （2）塑料平均收缩率计算公式为：式中 塑料平均收缩率； 塑料最大收缩率； 塑料最小收缩率。由材料性质可知： ABS收缩率为38依据企业里常见数据取5为适宜。即收缩率为0.005。在以下计算中塑件外形最大尺寸为基础尺寸，偏差为负值，和之相对应模具型腔最小尺寸为基础尺寸，偏差为正值。塑件内形最小值为基础偏差为正值，和之相对应模具型芯最大尺寸为基础尺寸，偏差为负值；中心距偏差为双向对称分布。1成型零件成型部分尺寸确实定成型零件包含型芯(下称：凸模)、型腔(下称：凹模)参与成型塑件零件。因为在整个设计过程中多应用是3D软件和2D软件，故全部成型零件成型部分全部可经过用3D软件对塑件进行分模和进行型芯型腔修改，再转为2D来确定其尺寸，故各成型零件具体结构、形状和尺寸全部可在2D零件图里查看。而各自定位尺寸请参看2D组立图，在此列举。 注：本设计中建3D用是Slidwork三维软件，分模用是proe二维尺寸标注用是AutoCAD 。2凸模外形尺寸确实定 考虑到零件结构比较简单及模板选择，依据分析初步确定凸模高度为70.5mm,依据经验(即中小型件成品边界到模仁边界距离为20mm-30mm)选择凸模长宽尺寸为210110mm。3 凹模外形尺寸确实定考虑到要安装冷却系统，依据分析初步确定凹模外形尺寸为21011032mm。5.3模架选择模架选择应综合考虑凸模大小和部署、结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。依据数据和经验得成型零件计算及中件成品，凸模边界到模板边界距离为80mm-120mm)，还有注射机参数，尽可能选择标准模架,本模架选择400540309,模架装配图图纸示。 图4.3.1 模架结构图6脱模机构设计塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具成型零件上脱出