比亚迪E6注塑模创新设计说明书样本.doc

毕业设计说明书学生姓名： 吴蒙 学 号： 1181 学 院： 机电工程学院 专业年级： 08级材控一班 题 目： 比亚迪E6胶框注塑模创新设 指导老师： 吴庆定教授 评阅老师： 胡泽豪教授 5月摘 要该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具浇注系统、模具成型部分结构、顶出系统、冷却系统、注塑机选择及相关参数校核、全部有具体设计。经过整个设计过程表明该模具能够达成此塑件所要求加工工艺。也就是设计一副注塑模具来生产比亚迪E6胶框塑件产品，以实现自动化提升产量。针对比亚迪E6胶框具体结构，该模具是侧浇口单分型面注射模具。经过模具设计表明该模具能达成比亚迪E6胶框质量和加工工艺要求。 关键词：一模两腔；注塑模；模具设计；比亚迪E6胶框。 Title The design of injection molding for BYD the Byd E6 plastic box AbstractThrough the entire design process, show that the mold can be achieved in this plastic parts required for processing. According to the subjects main task is to design calculator shell injection mold design. Also is to design an injection mold to produce plastic parts calculator shell products, in order to achieve automation to increase production. The specific structure for the calculator shell, the mold is the side of a single-gate injection mold parting line. As the Byd E6 plastic box has an oval hole, set the straight guide column, the advantage is to simplify institutions so that mold shape narrowed significantly reduce manufacturing costs of the mold. Indicates that the mold through the mold design can achieve calculator box quality and process technology requirements. Keywords: 2-cavity mold; injection molding; the mold design; Byd E6 plastic box.目录引 言1第一章 注塑件设计31.1塑件制品工艺性31.1.1 塑件选材31.1.2 塑件尺寸精度51.1.3 塑件表面质量61.2 塑件几何形状及结构设计6第二章 模具结构形式及注射机型号确实定92.1分型面位置确实定92.2型腔数目和排列方法确实定92.3注射机型号确实定10第三章 浇注系统设计133.1浇注系统设计标准133.2 主流道设计133.2.1 主流道尺寸计算133.2.2 主流道浇口套形式143.3分流道设计标准153.3.1 影响分型面设计原因 ：153.3.2分流道设计标准153.3.3浇口道横截面形状选择153.3.4分流道部署形式和计算163.3.5 分流道表面粗糙度和脱模斜度173.4 浇口设计173.3.1浇口关键作用是：173.3.2侧浇口尺寸确实定173.3.3计算侧浇口宽度183.3.4侧浇口长度计算。183.3.5侧浇口剪切速率校核183.5 校核主流道剪切速率18第四章 成型零件结构设计及计算194.1成型零件结构设计194.2成型零件钢材选择204.3成型零件工作尺寸计算20第五章 模架确实定245.1 模架选择步骤245.2 各模板尺寸确实定245.3 模架尺寸校核25第六章 侧向分型和抽芯机构设计266.1 抽芯力计算266.2 抽芯距计算266.3 锁销倾角确实定26第七章 脱模推出机构设计28.1.脱模机构设计标准28.2 推出方法确实定28.3 脱模力计算28.4 校核脱去机构作用在塑件上单位应力29第八章 导柱和定位结构设计30.1 导柱设计30.2 导套选择30第九章 温度调整系统系统设计31.1 模具温度对模具影响31.2 冷却系统设计标准31.3 冷却介质选择32.4 凹模和型芯冷却水道设置32第十章 排气系统设计33第十一章 致谢34第十二章 设计小结35参考文件36引 言伴随塑料制品在日常生活中广泛利用，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。中国注塑模在质和量上全部有了较快发展。不过和国外优异技术相比，中国还有大部分企业仍然处于需要技术改造、技术创新、提升产品质量、加强现代化管理和体制转轨关键时期。模具行业作为制造业关键组成部分，含有宽广市场前景。一、发展概况和应用背景多年来，因为中国国民经济高速、稳定增加，促进了中国模具工业快速发展壮大，所以， 模具设计和制造专业或相关材料成型和控制专业已经成为中国中国含有优势热门专业之一。进 入新世纪以来，中国模具销售额以年平均 20%左右速度增加， 年模具销售额达成 720 亿元人民 币，居日本、美国以后第三位1；模具出口突破了 10 亿美元。中国模具生产厂、点达成了约 3 万家， 从业人员近 100 万人。这些全部说明中国模具工业有了相当规模。其中，塑料模具在整个模具行业中 约占 30%左右。中国塑料模具市场对注塑模具需求量日益增加。教授普遍估计，在未来模具市场中， 塑料模具在模具总量中百分比将逐步提升，且发展速度将高于其它模具。所以，越来越多人开始从事塑料模具行业设计。大大促进了中国注塑模具技术发展。不过中国现在和发达国家相比仍有 较大差距，关键表现在模具加工制造精度和表面粗糙度，加工模具复杂程度、 模具使用寿命和 制造周期等2。所以，我们仍需不停努力奋斗，用我们国家人民聪慧才智去开发模具行业，使中国 模具设计得到深入发展，逐步缩短和发达国家差距。二、中国塑料模具市场情况 即使中国塑料模具在数量、质量、技术等方面有了很大进步，但和国民经济发展需求和世界优异水平相比，差距仍很大，部分大型、复杂、长寿命高级塑料模具每十二个月仍需大量进口。在总量供不应求同时，部分低级塑料模具却供过于求，市场竞争猛烈，造成极低利润率。 ，中国塑料模具总产值约176亿元，其中出口约2亿美元，约合16.6亿元人民币。依据海关统计资料，中国共进口塑料模具约6.5亿美元，约合54亿元人民币。由此能够得出，中国塑料模具总需求约为213.4亿元人民币，国产模具总供给约为159.4亿元人民币,市场满足率为74.7%。在进口塑料模具中，关键是为汽车配套多种装饰件模具、为家电配套多种塑壳模具、为通信及办公设备配套多种注塑模具、为建材配套挤塑模具和为电子工业配套塑封模具等。出口塑料模具以中低级产品居多。因为中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强竞争力，所以深入扩大出口前景很好，出口比增加33.3%就是一个很好证实。所以，从市场情况来看，塑料模具生产企业应关键发展那些现在需进口技术含量高大型、精密、长寿命模具，并大力开发国际市场。伴随中国塑料工业快速发展，尤其是工程塑料高速发展，能够估计，中国塑料模具发展速度仍将继续高于模具工业整体发展速度，多年内年增加率将保持15%以上水平。三、中国塑料模具发展趋势 现代经济飞速发展,推进了中国模具工业前进。CAD/CAM/CAE 技术日臻完善和在模具制造上 应用,使其在现代模具制造中发挥越来越关键作用, CAD/CAM/CAE 技术已成为现代模具制造 肯定趋势。CAD/CAM/CAE 计算机辅助设计、模拟和制造一体化, CAD/CAM/CAE 一体化集成技术是现代 模具制造中最优异、最合理生产方法。使用计算机辅助设计、辅助工程和制造系统,按设计好模具 零件分别编制该零件数控加工程序是从设计到制造一个肯定过程1、在模具质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越用户将交货周期放在首位。 2、大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了协议，才依据用户要求进行模具设计。3、伴随模具企业设计和加工水平提升，模具制造正在从过去关键依靠钳工技艺而转变为关键依靠技术。 4、模具企业及其模具生产正在向信息化方向快速发展。5、世界上工业发达国家模具正加速向中国转移。第一章 注塑件设计1.1塑件制品工艺性 塑件制品设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料成型工艺特点，同时还要尽可能使模具结构简单化。在进行制品结构工艺性能前提下，尽可能选择价廉且成型性能又好塑料。同时，还应该努力争取制品结构简单、壁厚均匀且成型方便。另外，同时考虑模具总体结构合理，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。塑料制品形状应该有利于模具分型、排气、补缩和冷却。塑料制件结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法适应性.在塑料生产过程中，首先成型会对塑件结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求，方便降低模具结构复杂程度和制造难度，确保生产出价廉物美产品；其次，模具设计者经过对给定塑件结构工艺性进行分析，搞清塑件生产难点，为模具设计和制造提供依据。塑料制品设计关键内容包含：塑件选材、尺寸和精度、表面粗糙度、塑料制品形状、壁厚、脱模斜度、圆角、加强肋、支承面、孔、螺纹、齿轮、嵌件、飞边、文字和符号及制品表面彩饰等。1.1.1 塑件选材 塑件选材关键注意以下这些方面。 （1）塑料力学性能 如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能冲击性能和对应力敏感性。 （2）塑料物理性能 如对使用环境温度改变适应性光学特征、绝热或电气绝缘程度、精加工和外观完美程度等。 （3）塑料化学性能 如对接触物耐蚀性卫生程度和使用上安全性等。 （4）必需精度 如收缩率大小及各向收缩率差异。 （5）成型工艺性 如塑料流动性、结晶性、热敏性等。通常,选择塑件材料依据是它所处于工作环境及使用性能要求,和原材料厂家提供材料性能数据.对于常温工作状态下结构件来说,要考虑关键是材料力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该塑件对材料要求首先必需是塑料流动性，其次是成型难易和经济性问题,以下是对多个流动性能很好材料性能对比，如表2-1所表示。表2-1 材料特征 塑料名称ABS PC PMMA拉伸强度/MPa62 6672弯曲强度/MPa12695113断裂伸长率/%280100落球冲击强度J/m16422洛氏硬度（M）12082101氧指数（OI）18.124.917.3热变形温度/ 103134100维卡软化点/105153120马丁耐热温度/112体积电阻率/cm10102.1101010吸水率% 0.050.131.19透光度/%209393雾度% 30.90.9折射率 1.5921.5861.492价格（元/吨）1150123033000410001950020700和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料注塑特征，在各特点全部相差无几情况下，好成型特征是选择材料关键标准，以下是三种材料性能和成型特征比较，如表2-2所表示。表2-2 材料性能和成型特征比较塑料品种性 能 特 点成 型 特 点模具设计注意事项使用温度关键用途ABS（非结晶型）透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前需干燥，注射时应预防溢料，制品易产生内应力，易开裂 因流动性好，适宜用点浇口或侧浇口，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件小于70应用广泛，如电器外壳、汽车仪表盘、日用具等有机玻璃（非结晶型）透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但表面硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性很好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温和模温，以防分解收缩率取0.3580透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯罩等聚碳酸酯（非结晶型）透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好尽可能使用直接浇口，减小流动阻力，塑料要干燥，不宜采取金属嵌件，脱模斜度2 130脆化温度为100在机械上做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件等本课题设计为比亚迪E6胶框面板，宜选择ABS材料，ABS材料是线型结构，非结晶型。ABS是由丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯组成。ABS是三元共聚物，所以兼有三种元素共同性能，使其含有“坚韧、质硬、刚性”材料ABS树脂含有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。1.1.2 塑件尺寸精度尺寸精度选择；塑件尺寸精度是决定塑件制造质量首要标准，然而，在满足塑件使用要求前提下，设计时总是尽可能将其尺寸精度放低部分，方便降低模具加工难度和制造成本。对塑件精度要求，要具体分析，依据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是通常民用具，所以精度要求为通常精度即可，ABS通常精度为5级。尺寸精度组成及影响原因；制品尺寸误差组成为： =+ 式中制件总成型误差； s塑料收缩率波动所引发误差；z模具成型零件制造精度所引发误差； c模具磨损后所引发误差；模具安装，配合间隙引发误差；影响塑料制品尺寸精度原因比较复杂，归纳有以下三个方面。（1）模具 模具各部分制造精度是影响制件尺寸精度关键原因。（2）塑料材料 关键是收缩率影响，收缩率大尺寸精度误差就大。（3）成型工艺 成型工艺条件改变直接造成材料收缩，从而影响尺寸精度。1.1.3 塑件表面质量表面质量是一个相当大约念，包含微观几何形状和表面层物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯表面粗糙度问题。塑件表观缺点是其特有质量指标，包含缺料，溢料和飞边，凹陷和缩瘪，气孔，翘曲等。模具腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度决定性原因，通常要比塑件高出一个等级。该塑件对粗糙度要求比较高，查表得ABS抛光后顺纹路方向表面粗糙度为0.02m，垂直纹路方向表面粗糙度为0.26 m。1.2 塑件几何形状及结构设计（1）壁厚多种塑件，不管是结构件还是板壁,依据使用要求含有一定厚度，以确保其力学强度。通常地说，在满足力学性能前提下厚度不宜过厚，不仅能够节省原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提升生产率；其次可避免因过厚产生凹陷,缩孔,夹心等质量上缺点。本设计选择材料是ABS，它是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。以下是ABS材料壁厚推荐值：1.5mm3mm本课题设计手机面板厚度选定为2mm。该塑件属于小型件，塑件边缘壁厚均匀。（2）脱模斜度因为塑件成型时冷却过程中产生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上，为了便于脱模，预防因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，和脱模方向平行塑件内，外表面全部应含有合理斜度。以下是ABS脱模斜度推荐值： 制件外表面 制件内表面 351030 3040（3）加强肋加强肋关键作用是在不增加壁厚情况下加强塑件强度和刚度。塑件上合适设置加强肋能够预防塑件翘曲变形；沿着物料流动方向加强肋还能降低充模阻力，提升融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象产生。本课题没有设置加强肋。（4）圆角塑件上各处轮廓过分和壁厚连接处，通常采取圆角连接，有特殊要求时才采取尖角结构。尖角轻易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内流动和塑件脱模。圆角取值和应力集中关系遵照R/T函数关系，当R/T=0.6以后应力集中变缓解，该塑件大部分圆角取R1。（5）孔设计孔极限尺寸标准上讲，这些孔均能用一定型芯成型，在注射成型时，型芯受到高速流动塑料熔体冲击，假如型芯直径太小或太长，则会因为高压冲击而弯曲，所以对孔最小直径和孔最大深度加以限制。ABS材料孔最小直径为0.35mm，孔最大深度为4d。本课题没有设置孔，故不作考虑。（6）塑件表面形状塑件内外表面形状应在满足使用要求前提下尽可能易于成型。塑件形状应有利于提升塑件强度和刚度，薄壳状塑件可设计成球面或拱形面。所以，在设计塑件时应尽可能避免侧向凹凸而降低或消除无须要侧向抽芯，以简化模具结构。 （7）塑件造型设计图1-1：图1-1 塑件图第二章 模具结构形式及注射机型号确实定2.1分型面位置确实定（1）分型面选择标准： 分型面除排位影响外，还收时间形状、外观、精度、浇口位置、滑块、推出机构、加工等多个原因影响。分型面选择是否合理是塑件能否完好成型先决条件，通常应该考虑一下问题：1）符合塑件脱模基础要求，就是是塑料轻易从模具内取出，分型面应该设在塑件脱模方向最大投影边缘部位。2）分型面不影响产品外观质量，即分型面应尽可能不破坏塑件光滑外表面。3）确保塑件留在分型面一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观。4）确保塑件质量，比如，将有同轴度要求塑件放到分型面同一侧。5）满足模具锁紧要求，将塑件投影面积大方向放在定，动模方向上，而将投影面小放在侧分型面上，另外，分型面是曲面应该加斜面锁紧。6）应尽可能避免成侧孔，侧凹，若需要滑块成型，努力争取滑块结构简单，尽可能避免定模滑块。7）合理安排浇注系统，尤其是浇口道。8）有利于模具加工。(2) 分型面位置确实定经过对塑件结构形式分析和以上几点考虑，分型面应该在截面积最大且利于开模取出塑件底平面上。2.2型腔数目和排列方法确实定（1）型腔数目标确定 为了是模具和注塑机生产能力相匹配，提升生产效率和主动性，并确保模具精度，模具设计时应该要确定模具型腔数目，常见方法有两大类：一是按技术参数确定型腔数目，二是按经济性来确定型腔数目。本课题洗衣机上盖是单一独立部件，且尺寸较大，故能够采取一模两腔结构形式。（2）型腔排列形式确实定 因为该模具设计采取是一模两腔结构形式，为了实现压力平衡，故将型腔设置在模具中心。2.3注射机型号确实定(1)由工称注射量选定注射机由PRO/E建模分析得（材料密度取=1.05g/cm3):塑件总体积V=25.2cm塑件总质量M=1.0525.2=26.5g流道凝料 V=0.1V(流道凝料体积是个未知数，通常根据塑件大小来设定百分比，塑件越大则百分比取越小）；实际注射量为：V=25.21.1=27.72cm实际注射质量为：M=26.51.1=29.15g依据实际注射量应小于0.8倍公称注射量标准，即：0.8V VV= V/0.8=27.720.8=34.7cm；依据以上数据能够初步选定公称注射量为100，查国产注射机关键技术参数表取SZ-100/60,关键技术参数以下。表2-1 国产注射机SZ-100/60技术参数特征内容特征内容结构类型立拉杆内间距(mm)450340理论注射容积（cm3）100 移模行程(mm)260螺杆(柱塞)直径(mm)35最大模具厚度(mm)340注射压力(MPa)150最小模具厚度(mm)10注射速率(g/s)-锁模形式(mm)-塑化能力(g/s)-模具定位孔直径(mm)-螺杆转速(r/min)-喷嘴球半径(mm)1锁模力(KN)600喷嘴口直径4(2)注射机相关参数校核1）注射压力校核 查表可知，ABS所需注射压力为100130Mpa，这里取P0=105Mpa，该注射压力机公称注射压力P公=142.2Mpa注射压力安全系数K1=1.251.4，这里去K1=1.28，则：K1 P0=1.28x105=134.4Mpa142.2Mpa（公称注射压力）,所以，压力机压力合格。2)锁模力校核注射成型时，模具所需锁模力和塑件在水平分型面上投影面积相关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔成型压力和塑件和浇注系统在分型面上投影面积之和乘积小于注射机额定锁模力，即： 塑料件在分型面上投影面积经过PRO/E建模软件分析计算得：A塑=1786mm2 浇注系统在分型面上投影面积A浇，即流道凝料（包含浇口）在分型面上投影面积A浇值，能够根据多型腔模统计分析来确定。A浇是每个塑件在分型面上投影面积A塑0.20.5倍。本例流道设计简单，流道投影面积相对塑件投影面积来说可忽略不计。 塑件和浇注系统在分型面上总投影面积：A总= n（A塑+A 浇）= A塑=1786mm2模具型腔胀型力F胀：F胀= A总P模=178630N=53.5KN式中，P模是型腔平均计算压力值。P模是模具型腔内压力，通常取注射压力20%40%，大致范围为28Mpa56Mpa，对于粘度大塑料取值大些，ABS属于中等粘度塑料及有精度要求塑料，故取P模=30Mpa。查表3-1可知该注射机公称锁模力F锁=600KN，锁模力安全系数k=1.11.2这里取k=1.12，则KF=1.1253.5=59.92F=600KN,所以注射机锁模力符合要求对于其它安装尺寸校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 第三章 浇注系统设计由注射机喷嘴到型腔之间进料通道称为浇注系统，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它向型腔中传质，传热，传压情况决定着塑件内在和外表质量，它部署和安排影响着成型难易程度和模具设计及加工复杂程度，所以浇注系统是模具设计中关键内容之一。3.1浇注系统设计标准1）了解塑料成型性能和塑料熔体流动性。2）采取尺量短步骤，以降低热量和压力损失。3）浇注系统设计应有利于良好排气。4）预防型芯变形和嵌件位移。5）便于修整浇口以确保塑件外观质量。6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。7）流动距离比和流动面积比校核。 本课题洗衣机上盖浇注方法采取从盖子一端直接浇口浇注方法，所以模具浇注系统只有主流道，这么能够使模具结构紧凑，熔体流动阻力小，有利于消除深腔处气体。3.2 主流道设计3.2.1 主流道尺寸计算（1） 主流道长度主流道长度L，由附录D可知，取L = 60 mm进行设计（2） 主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + （0.5 1）mm d =5mm（3） 主流道锥度主流道锥角通常应在26，取= 4，所以流道锥度/2=2（4） 主流道大端直径主流道大端直径d = d+2 L主tg（/2）,式中（=4）d =5+260tg（4/2）mm9mm（5） 主流道球面半径主流道球半径 SR = 注射机喷嘴球头半径+（1 2）mm =（10 +1.5）mm = 11.5mm。（6） 球面配合高度球面配合高度为 3 5 取h= 5mm（7）主流道凝料体积 V主=/3 L主(R2主+ r2主+ R主r主) V主=(3.14/3)60(4.52+2.52+4.52.5) mm 3=2370.4mm3=2.37cm3（8）主流道当量半径 Rn=（2.5+4.5）/2 mm =3.5mm3.2.2 主流道浇口套形式 主流道衬套形式有两种：一是主流道衬套和定位圈设计成整体式，通常见于小型模具；二是主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。 主流道为标准件能够选择。主流道部分在成型过程中，其小端入口处和注射机喷嘴及一定温度、压力塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，所以模具主流道部分常设计成可拆卸更换衬套式（俗称浇口套），对材料要求很严格，小型模具能够将主浇口套和定位圈设计成一个整体。浇口套通常采取碳素工具钢如T8A、T10A等，本设计用T10A。热处理要求淬火53 57 HRC，确保足够硬度，不过其硬度应低于和注射机喷嘴硬度。见图2-1：图2-1 主流道交口套图主流道形状为圆锥形，方便熔体流动和开模时主流道凝料顺利拔出。主流道尺寸直接影响到熔体流速和冲模时间。另外，因为其和高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以设计中常设计成可拆卸更换交口套，方便选择优质钢材单独加工和热处理。3.3分流道设计标准分流道是主流道和浇口之间通道，通常开设在分型面上，起分流和转向作用，多型腔模具必需设置分流道，单型腔大型腔塑件在使用多个点浇注时也要设置分流道，分流道是塑料熔体进入型腔前通道，可经过优化设置分流道横截面形状，尺寸大小和方向，使塑料熔体平稳充型，从而确保最好成型效果。3.3.1 影响分型面设计原因 1）制品几何形状，壁厚，尺寸大小及尺寸稳定性，内在质量和外在质量要求。2）塑料种类，亦即塑料流动性，熔融温度和熔融温度区间，固化温度和收缩率。3) 注射机压力，加热温度及注射速度。4) 主流道及分流道脱落方法5) 型腔部署，浇口位置及浇口形式选择。3.3.2分流道设计标准1) 塑料经分流道时压力损失及温度损失要小。2) 分流道固化时间应稍后于制品固化时间，以利于压力传输及保压。3) 确保塑件快速而均匀进入各个型腔。4) 分流道长度应该尽可能短，其容积要小。5) 型腔部署，浇口位置及浇口形式选择。3.3.3浇口道横截面形状选择 常见分流道截面面形状有圆形、梯形、U字形和六角形等。要降低流道内压力损失，则期望流道截面积大，流道表面积小，以降低传热损失，所以可用流道截面积和周长比值来表示流道效率。圆形截面效率最高（即比表面最小），因为正方形流道凝料脱模困难，实际使用侧面含有斜度为 5 10梯形流道。浅矩形及半圆形截面流道，因为其效率低（比表面大），通常不采取，当分型面为平面时，可采取梯形或U字型截面分流道。从上述分析，该模具分流道截面采取梯形截面，其加工性能好，而且塑料熔体热量散失，流动阻力均不大。3.3.4分流道部署形式和计算在设计时应尽可能降低在流道内压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道容积和压力平衡，所以采取平衡式分流道。（1）一级分流道长度 因为流道设计简单，依据两个型腔结构设计，分流道较短，故设计时尽可能选小一点，单边分流长度L分=50mm。（2）分流道尺寸具体计算1） 分流道当量直径 分流道横截面尺寸应依据塑件大小，壁厚，形状和所用塑件工艺性，注射速率及分流道长度等原因来确定，对于常见壁厚（23）mm塑件，材料为ABS，采取圆柱形截面分流道直径通常在4.89.5mm之间。依据公式（4-16）计算出来直径太小，考虑模具加工原因，故舍去。分流道直径D=（0.80.9）D计算，此时取D=0.9D=0.99=8mm2） 因为分流道横截面为梯形，设梯形下底面宽度为X，依据表4-6设置梯形高h=5mm，则梯形面积为A分=（X+X+25tan8。）h/2=（X+3.5tan8。）5再依据该面积和当量直径为5mm圆面积相等，可得（X+5tan8。）5=/4D分2=3.14/482mm计算得X=9，则上底约为10mm（3）凝料体积1）分流道长度L分=50mm2）分流道面积 A分=（9+10）/25 mm2=225mm23）凝料体积 V分=50225 mm3=127500mm3=13cm3（4）校核分流道剪切速率1）确定注射时间：查表4-8，可知t=1s2）计算分流道体积流量：q分=（V分+V塑）/t=（13+517.6）/3.2 cm3/s=38.2cm3/s3)由公式（4-20）可得剪切速率：分=3.3 q分/（R分3）=3.338.29103/3.14(8/2)3s-1=2.6103 s-1该分流道最好剪切速率处于主流道和浇口道最好剪切速率51025103s-1之间，所以，分流道内熔体剪切速率合格。3.3.5 分流道表面粗糙度和脱模斜度分流道表面无须很光滑，表面粗糙度能够设计在Ra1.252.5um之间，这是因为相对较粗糙表面能增加外层塑料流动阻力，使和其表面相接触塑料熔体凝固并形成一层绝热层，从而利于内部塑料熔体保温。有以上可得，此处取Ra=1.6um，另外脱模斜度通常在510o之间，这里取脱模斜度8o。3.4 浇口设计浇口是连接分流道和型腔之间一段细流道，它是浇注系统关键部分。浇口形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。3.3.1浇口关键作用是：1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，预防其倒流；2)易于切除浇口凝料；3)对于多型腔模具，用以平衡进料；该塑件要求颜色均匀一致，无黑点、杂质等缺点，表面质量要求较高，采取一模一腔注射，为便于调整充模时剪切速率和封闭时间，所以采取侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正。3.3.2侧浇口尺寸确实定1)计算侧浇口深度 依据表4-10，可得侧浇口深度h计算公式为h=nt=0.72=1.4mm式中t是塑件厚度，n是塑料成型系数，对于ABS材料，其成型系数n=0.7。在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，方便以后在试模时候能够调整，并依据表4-9中推荐ABS侧浇口厚度为0.81.2mm，故此处深度取h=1.2mm。3.3.3计算侧浇口宽度 依据表4-10可得侧浇口宽度计算公式 B=nA1/2/30=0.725571/2/30mm8mm其公式中A=2557 mm2为凹模内表面积。3.3.4侧浇口长度计算。 依据表4-10可得侧浇口长度L浇通常选择0.50.75mm，这里取L浇=0.7mm。3.3.5侧浇口剪切速率校核1）计算浇口当量半径 由面积相等可知R浇2=Bh，由此可知浇口当量半径为R浇=(Bh/)1/2校核浇口剪切速率确定注射时间：查表4-8，可知t=1s计算浇口体积流量：q浇=V塑/t=25.2/1mm3/s-1=25.2103mm3/s-1计算浇口剪切速率：浇=3.3 q浇/R浇3浇=3.325.2103/3.14(51.2/3.14)3/2s-1=10103 s-1 该侧浇口剪切速率处于浇口和分流道最好剪切速率51035104s-1之间,所以主流道剪切速率校核合格。3.5 校核主流道剪切速率（1） 计算主流道体积流量q主=（V主+V分+nV塑）/t=（2.37+3.1+125.2）/3.2=30.7cm3/s-1（2） 计算主流道剪切速率 y主=3.3 q主/(R主3) =（3.330.7）/(3.143.53)=7.5103s-1主流道内熔体剪切速率处于浇口和分流道最好速率51025103s-1之间，所以，主流道剪切速率校核合格。第四章 成型零件结构设计及计算4.1成型零件结构设计（1）凹模结构设计凹模是成型制品外表面成型零件。按凹模结构不一样可将其分为整体式，整体嵌入式，组合式和镶拼式四种。依据对塑件结构分析，本设计中采取整体式凹模。图4-1所表示：图4-1 定模图（2）凸模（型心）结构设计凸模是成型零件内表面成型零件。通常能够分为整体式和组合式两种类型。经过对塑件结构分析可知，该塑件型心也采取整体式，因塑件抱紧力较大，所以设在动模部分；凸模结构图4-2所表示：图4-2 动模图（3）滑块结构设计凸模是成型零件一侧外表面凸起成型零件。必需镶嵌在动模固定板里进行滑动完成侧向抽芯，还要用楔紧块进行固定。所以结构图4-3所表示：图4-3 滑块图4.2成型零件钢材选择依据对成型塑件综合考虑，该塑件成型零件要有足够刚度，强度，耐磨性及良好抗疲惫性能，同时考虑机械加工性能。又应为该塑件为大批量生产，所以组成凸凹模选择高合金钢Cr12。对于成型塑件侧芯来说，因为脱模时和塑件磨损严重，所以钢材也选择Cr12。4.3成型零件工作尺寸计算（1）凹模尺寸计算 1)凹模横向尺寸计算塑件外部径向尺寸转换L1=700.95mm=70.950-1.9mm对应塑件制造公差 1=1.9mm L1M=(1+ Scp) ls1-x11+z 上式中：塑件平均收缩率Scp为：查表1-2可得ABS收缩率为0.3%0.8%，所以平均收缩率为（0.003+0.008）/20.0055。x1是系数，查表4-15可知 x通常在0.5到0.8之间，此处取0.6。1是塑件上对应尺寸公差,1=1.9