注塑模具设计—毕业论文.doc

XXXX大学毕业设计（论文） 注射模设计摘 要注射模设计质量对塑料制品成型的质量、生产效率、模具加工的难易程度、模具制造成本和制造周期等有着直接的影响。本课题主要是针对RICOH CORONA的注射模具的设计，通过对塑件进行工艺分析和比较，根据塑件的主要技术指标以及材料的性能，设计模具的浇注系统、型芯和型腔等成型零部件、导向机构、脱模机构、温度调节冷却系统、排气系统等主要模具设计内容，最终设计完成一副注射模具。本次产品使用的材料为ABS+PC,其综合了PC和ABS的优良性能，一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度；另一方面可以降低PC成本和熔体粘度，提高流动性，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性，满足了塑件所需要的优良的抗冲击性和刚性。本设计说明书设计的这副注射模具为普通浇注系统模具，采用三板模的结构；塑料件采用一模两腔、点浇口的成型方案；模具的型芯由许多小镶块组成，改善了小尺寸高精度成型镶块的加工性；循环水路冷却系统的设计提高了成型区模具温度的均匀性和调控能力；在型芯型腔镶拼块、型芯型腔固定板和分流道末端上开设专门的排气槽的排气系统的设置保证模具型腔排气顺畅。通过这些模具结构的设计，满足塑件的质量要求、生产效率和模具的使用寿命等技术指标。关键词：塑料，ABS+PC，模具设计，注射模 RICOH CORONA Injection Mold DesignABSTRACTInjection mold design-quality has a directly impact on quality of plastic molding,productivity, ease of mold processing , die manufacturing cost and manufacturing cycle. The topic is mainly for the RICOH CORONA injection mold design.Through process analysis and comparison of the plastic parts, and according to the major technical indicators and material properties, mold gating system design, core and cavity molding parts, guide mechanism, stripping mechanism, temperature adjust cooling system ,which finally complete a part of Injection mold.The product material is ABS + PC, which combines the excellent properties of PC and ABS. on the one hand it can improve the heat resistance of ABS, impact resistance and tensile strength.On the other hand it can reduce PC costs and melt viscosity, enhance mobility, improve processing performance, reduce stress and impact strength of the products, which meet the excellent impact resistance and rigidity of the plastic parts needed.This mold is a common casting system mold, using the structure of the three-plate mold; Plastic parts use a two-cavity mold, point gate forming solution; The mold core be used of many small inserts, improving the processing of the small size and high precision inserts; Circulating water cooling system designed improve the uniformity of the forming zone mold temperature and control capability.In the core cavity mosaic pieces, opened a special exhaust system exhaust ducts settings to ensure smooth exhaust cavity mold cavity fixed on the core plate and the runner ends.Plastic parts meet quality requirements, production efficiency and service life of molds and other technical indicators, through the design of the mold structure.Key words: Plastic, ABS+PC,Molding design, Injection molding design 注射模设计X X xxxxxxxxx0 引言塑料由于具有密度小、质量轻而强度高、刚度大、绝缘性着色性好、成型方便等优点，成为20世纪发展最快的行业之一，各色各样、形状颜色各异的塑料零件出现在我们的生产生活当中，以塑代钢、以塑代木已成为一种趋势。在塑料产品中，小型复杂零件占有相当的比例，其外形尺寸较小、形状较复杂、精度要求较高、模具设计制造困难，如果模具设计不合理注塑时成品率较低，其模具的设计开发在生产实际中占有重要的地位。且随着模具制造技术的日益提高，模具不再局限于简单的普通机床加工和烦琐的手工后续加工，取而代之的是先进的数控机床加工、电火花线切割加工和电极加工等特种加工方式。因为随着近代工业的飞速发展，塑料制品用途日益广泛，注塑模具工艺空前发展，在汽车、数码产品和电子产品的领域都出现了精密塑料模的产品，这些零件表面比较复杂，要求较高，常规加工难以达到设计要求。本次设计需要考虑三个方面。一是产品的尺寸精度较高。所以模具在设计过程中，除了要考虑模具结构合理性问题之外，还要考虑到塑件能否顺利顶出、顶出时是否会对产品的精度产生影响的问题；二是塑件形状比较复杂，存在较多的型芯和型腔镶块结构。这样不但要考虑尽可能的减少误差和保证精度，而且不能使模具的结构过于复杂，增加制造难度与成本；三是模具的寿命要求为大于100万件，在设计过程中需要在各方面考虑，提高模具寿命。1 塑料模具的发展现状及趋势1.1 塑料模具的发展现状近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展,综合技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。模具行业是制造业的重要组成部分，具有广阔的市场前景。当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；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迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上。我国模具总量虽然已位居世界第三，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1。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型。世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数是注塑模具2。注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量己超过50吨，最精密的注塑模具精度己达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时， CAE技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。1.2 塑料模具的发展趋势塑料制品在日常社会中得到了广泛的利用，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。国内注塑模在质和量都有了较快的发展。塑料制品在汽车、机电、仪表、航空航天等国家支柱产业与人民日常生活相关的各个领域得到了广泛的应用，塑料制品的成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型，世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数是注塑模具3。塑料模具的发展史随着塑料工业的发展而发展的，在我国，起步较晚，但发展的很快，特别是近几年，无论是在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩，具体表现在以下几方面：1.2.1 CAD/CAM/CAE技术的应用在CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是:CAD/CAM 技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程等已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等，合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等，使模具设计方案进一步优化，也缩短了模具设计和制造周期。1.2.2 电子信息工程技术的应用应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。国内一些主要的塑料模生产企业已经实现了通过客户提供的产品三维信息盘片和网上产品电子信息来进行预算、报价、设计审定、设计更改等，这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件。由于直接利用了用户提供的产品电子信息，大大缩短了:CAD/CAM的技术准备时间，也相应缩短了模具的设计和制造周期。1.2.3 气体辅助注塑成型技术的使用更趋成熟几年前还是刚刚开始应用的气体辅助注射成型技术近年来发展很快，更趋成熟。目前，不少企业已能在电视机外壳、洗衣机外壳、汽车饰件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地运用气辅技术，一些厂家还使用C-MOLD气辅软件，取得了良好效果。1.2.4 热流道技术应用更加广泛近年来，热流道技术发展很快，热流道模具比例不断提高。虽然在全国范围来说，热流道模具比例仍旧不高，但也有些模具企业，热流道模具已占其模具生产总量的1/3左右。现在，一般内热式、外热式元件以及分流板多点热喷嘴的结构应用已比较普遍，具有先进水平的针阀式喷嘴和通断控制式喷嘴国内也能自行设计制造。与此相应，国产商品化热流道系统元件也已出现。1.2.5 精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、多注射头塑封模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模、洗衣机滚筒注塑模、塑料管路三通接头注塑模、汽车灯及汽车饰件注塑模、冰箱吸塑发泡模等一大批精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使塑件尺寸精度达到67级的塑料模具国内已可生产，其分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm ，型面的表面粗糙度为Ra=0.05mm0.025mm。使用CAD 三维设计、计算机模拟注塑成形、有些模具零件达到互换、抽芯脱模机构设计新颖等，对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用.20 吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34 英寸彩电塑壳和48 英寸背投电视机壳模具6.5kg洗衣机塑料模具、汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50吨。1.2.6 模具寿命不断提高通过采用优质模具钢、对模具工作零件进行相应的热处理、采用高质量模架再镶入淬火工具钢件等结构，近年来模具寿命不断提高，不少模具的寿命已能达到100万次以上。1.2.7 模具效率不断提高挤出速度达2.5m/mim 以上的高速塑料异型材挤出模国内已能商品化供应。双腔共挤、多腔注塑（塑封膜已达600 腔）、采用热流道技术等使模具效率不断提高。不少企业在自动脱模（脱流道）方面精心设计，同时更加重视冷却系统的设计，使模具的效率大幅度提高，有的甚至能使注塑生产效率提高几倍。1.2.8采用模具先进加工技术及设备采用模具先进加工技术及设备，使模具制造能力大为提高。高速铣削技术及高速铣削机床在模具加工中的使用，已使模具加工效率有了显著提高。目前，主轴转速达到25000r/min以上的高速铣床国内已引进多台，转速达到8000r/min 以上的机床就更多了。使用高速铣床，采用高速铣削技术，不但能使模具精度和表面质量得到大幅度提高，而且模具制造周期大为缩短。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统，使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制，提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用，对模具制造能力的提高也起到了很大作用。2 塑件工艺分析2.1 塑件分析该塑件成型精度高，产品壁厚均匀，成型形状较规则。属于典型的精密塑料注射成型零件。侧面也有形状，需要侧抽芯机构。产品三维效果图见图2.1，2.2。 图2.1 塑件三维图一 图2.2 塑件三维图二塑件的外形尺寸如下图2.3、图2.4和图2.5所示，成型零件单件的体积根据SPACE-E软件计算为2053.48mm3，最大壁厚为2.50mm，最小壁厚为1.45mm，塑件的壁厚较均匀。 图2.3 塑件外形尺寸图一 图2.4 塑件外形尺寸图二图 2.5 塑件外形尺寸图三此次设计要求模具寿命应大于100万件，为了增加模具的使用寿命，且获得较好的成型质量，针对该零件采用下面改进方案：1）从原材料方面考虑：一般要选用工艺性能良好的塑料原材料来模塑成型制品。这样既有利于制品的成型又有利于模具寿命的提高。2）型腔，型芯的结构形式：从模具使用寿命角度考虑，采用强度与刚度比较好同时又便于修复的结构形式可以延长模具寿命4。3）导向装置的结构及精度：普通注塑模主要依靠导柱导向机构保证其对合精度，在精密注塑模中，为确保动模和定模的对合精度，可以设计锥面精定位机构或圆柱正销定位机构与导柱导向机构配用。4）保持模具热平衡：通过浇注系统，温度调节系统及排气系统的合理设计，达到降低模具热裂倾向，提高模具寿命的目的。5）热处理工艺：热处理工艺恰当与否，对模具使用寿命的影响是非常大的。影响热处理质量的因素主要有加热速度，淬火温度，淬火冷却速度和回火温度等。在模具制作过程中应合理安排热处理工艺过程，严格控制好热处理工艺条件。塑件的公差等级的选用：成型零件的结构较为复杂，且尺寸比较大，故对于精度控制相对较难。根据公司的实际生产制造，要求该成型零件的表面光洁，不允许出现缩痕、流痕等。结合成型材料的特点，根据指定的注塑材料及零件外形尺寸，选择精度为IT7，未注公差尺寸的精度为IT9；模具的设计理论上比零件的公差要求高，故模具的精度选择为IT6。2.2 塑件的材料特性根据模具设计的技术要求，本次产品使用的材料为ABS+PC。PC+ABS，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和聚丙烯精（ABS）合金而成的热可塑性塑胶。PC与ABS共混物结合了两种材料的优异特性，ABS 材料的成型性、流动性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线（UV）等性质，可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上5。 典型应用范围:1.汽车内外饰：仪表板，饰柱，仪表前盖，格栅，内外饰件；2.商务设备机壳和内置部件：笔记本/台式电脑，复印机，打印机，绘图仪，显示器；3.电信，移动电话外壳，附件以及智能卡（SIM卡）；4.电器产品，电子产品外壳，电表罩和壳体，家用开关，插头和插座，电缆电线管道；5.家用电器，如洗衣机，吹风机，微波炉内外部件；PC/ABS特点6：1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；2）与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；5）机械性能的卓越平衡；6）低温时也具备高冲击强度；7）室内紫外线稳定性；8）较高的热变形温度（80125）；9）耐燃性（UL945VB）；10）色彩范围广泛；11）易于注塑和挤塑，吹塑加工；12）良好的电镀性；13）一般密度在1.05-1.20g/cm3间。化学和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。收缩率在0.5%左右7。 2.3 塑件注射工艺参数的确定参考有关资料，ABS+PC的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际情况作适当调整。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度选用230250； 中段温度选用250270； 前段温度选用250270；喷嘴温度：选用250270；模具温度：选用7090注射压力：选用26ton；注射时间：选用2s；保压：选用80150 Mpa；保压时间：选用5s；冷却时间：选用3s。干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90110，24小时。2.4 分型面的选择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则8：1）分型面应选择在塑件外形最大轮廓处2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模3）分型面的选择应保证塑件的精度要求4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求5）分型面的选择要便于模具的加工制造6）分型面的选择应有利于排气除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。综上所述：将分型面定在如图2.4所示面。图2.4 分型面设计2.5 型腔数目的确定型腔数目的确定主要参考以下几点来确定9：根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则，并略准备时间试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。根据注射机的额定锁模力确定型腔数目，当成型大型平板制件时常用这种方法。根据注射机的最大注射量确定型腔数目，根据经验，每加一个型腔制品尺寸精度要降低4%，对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致，故推荐型腔数目不超过4个。由于制件较大且精度要求高，且该产品需求量为月产16000件，需求量较低，选用一模两腔既可降低模具制造成本，又可以保证产品精度，所以采用一模两腔模具。3 塑件成型工艺和设备3.1 成型方案确定在本次RICOH CORONA注射模设计中，根据要求，初步拟定三套方案：方案A：产品选用一模四腔对称布置；分型面开在制品的最大轮廓处即取塑件投影面积最大的地方，在周边开侧浇口。方案B：一模两腔平衡布置，分型面同样开在制品的最大轮廓处即取塑件投影面积最大的地方，在背部大平面处设一凹坑开点浇口。方案C：产品采用一模一腔加工生产，分型面还是开在制品的最大轮廓处即取塑件投影面积最大的地方，在背部大平面处设一凹坑开点浇口。论证：在设计浇口时，根据制件的情况可以采用点浇口。经过考虑和论证，考虑到侧浇口有形状、浇口不能自行分离、浇口痕迹较明显等缺点10。点浇口可以在制品的内外表面很多地方开设；可以自动脱落且留下很小的浇口痕迹；可大大提高塑料熔体剪切速率；表观粘度降低明显致使充模容易；能正确控制补料时间，无倒流之虑；有利于降低塑料件特别是浇口附近的残余应力，提高制品质量；能缩短成型周期，提高生产效率，降低成本以及加工简单的优点，故采用点浇口。根据生产经验，每增加一个型腔，塑件尺寸精度就要降低4%。设塑件的典型尺寸为L（mm），塑件尺寸公差为X，单型腔是塑件可能达到的尺寸公差%，则有经验公式可得：型腔数n=(X-L/100)/(L/100*4%)+1=2500X/l-24。故高精度尤其是精密模具最多只采用一模四腔。由于该产品精度要求较高，故需采用一模两腔可保证产品精度以及产量。综上方案B可行。3.2 成型设备的选择注射机规格型号的确定主要是根据塑件的大小、型腔数量和产品批量。在选择注塑机时主要考虑其塑化率、额定注射量、额定锁模力、安装模具的有效面积（注塑机拉杆之间的距离）、顶出行程等。注塑机可根据额定注射量、额定锁模力、柱设计安装部分的相关尺寸、开模行程等参数来进行选择11。本次设计是根据注射量选择注射机：（各腔塑料塑件总重+浇注系统凝料）注射机额定注射量80%注射机的理论注射量是指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量，单位为cm3；根据塑料件的尺寸做近似的计算:通过三维制图SPACE-E软件测量得单件塑件体积V件=2053.48mm3，此次设计选用的塑料的密度为 1.14g/cm ，单件塑料件的质量: m=V （3.1）而次模具为一模两腔，所以总体积按公式（3.2）计算为： （3.2）故，mm3；则m=V=1.144106.9610-3=4.68g浇注系统凝料的质量是个未知数，可按塑件质量的0.6倍来估算，所以注射量按公式（3.3）计算为 ：m0=0.6m+m=1.6x4.68=7.49g (3.3)因此，注塑机额定注塑容量按公式（3.4）计算为：v0=13.14 cm3 (3.4)故，根据模具结构型式与应用手册第85页所示，注射机的注射量应满足公式（3.5）：W机W塑/0.8=（n V塑件+V浇）2/0.8 =m0/0.8 (3.5)即： W机9.36g 3.2.1 选择注射机根据每次所需实际注射量为9.36g，选用住友注塑机SE30S，注塑机参数见表3.1。表3.1 住友注塑机SE30参数主要参数SE30S最大锁模力30t导柱间隔（横向纵向）280mm280mm模板尺寸（横向纵向）420mm420mm开闭模行程230mm模具厚度 (最小)160mm (最大)300mm顶针方式电动式(1点)顶出力7.8Mpa顶出行程51mm塑化装置C50S螺杆直径20mm最大射出压力2170pa最大保压压力2170pa理论射出体积23cm3射出质量（GPPS）22g螺杆行程73mm最大射出速度300g/s螺杆驱动方式电动式螺杆最高回转速度400rp.m定位环规格60mm射咀直径50mm射咀长度（固定板平面突出为准）30mm射嘴的R角和射嘴口径10mm-2.5mm3.2.2 注射机参数校核1）闭模高度校核：模具厚度H=30mm+15mm+25mm+35mm+40mm+45mm+25mm+5mm=220mm.注射机模具厚度范围。可安装的模具高度应满足HminHmHmax (3.6) 160mmH300mm。（满足条件）2）模架的选择：注塑机除了对模具安装有最大最小厚度限制以外，还应考虑外形尺寸不能太大。根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格为220mm250mm的模架。3）注射量校核：塑料成型所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积表示时，塑件体积应小于注射机的注射容量，其关系按下式校核V件 V注0.8 (3.7)浇注系统与塑料制件（一模两腔）总体积V件=2.052=4.1cm3。理论注射量V注=23cm3，满足条件。4）锁模力校核：模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下式校核：P锁P胀=P腔A总 (3.8)P腔-模内平均压力，取135MPa；P锁=30t，即300009.8N/kg=294000N=294kN；A总=474.60mm2P胀=474.6010-3135=64.07 kN注射机锁模力P腔A总=64.07 KNP锁（满足条件）。5）开模行程校核：对于单分型面模具，其最大开模行程按下式校核：SmaxS=H1H2(510) (3.9)其中H1塑件脱模距离，H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度；开模行程S =5mm+75mm+125mm=205mm ；最大开模行程Smax=230mm；满足SmaxS。(满足条件) 4 浇注系统的设计4.1 主流道设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，其主要设计点为：主流道圆锥角=2 6，对流动性差的塑件可取3 6，内壁粗糙度为Ra0.63m；主流道大端呈圆角，半径r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力；在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，过长则会影响熔体的顺利充型。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。主流道设计如图4.1所示； 图 4.1 直浇道设计图4.2 分流道设计流道板的流道系统，由主流道喷嘴始，经各分流道，还包括喷嘴浇口。为保证各注射点的熔体充填型腔时的压力，整个系统的熔体流动状态的压力降应控制在3035MPa.多型腔模具的流道平衡设计主要有两种：1、 自然平衡的流道布置，从主流道喷嘴到各浇口喷嘴的流动距离相等。只要对称布置的对应分流道圆截面的半径相同，就可以实现各浇口喷嘴的平衡浇注。2、 不平衡的流道布置，从主流道喷嘴到各浇口喷嘴的流动距离不相同。不同的流程压力会造成各注射点的熔体充模压力的差异。但经流变平衡计算，调节各分支流道的半径，也可以达到各浇口喷嘴的平衡浇注。由于流道的流程与塑料制品型腔可分开处理，这两种流道可以人工计算设计，也可以编制计算机程序计算设计。流道的平衡设计，是在一定的熔体温度下，以最佳的剪切速率和允许的压力损失的流动充模12。对比：自然平衡布置流道与流变平衡流道相比，前者的熔体流动距离长， 流道的分叉转折多，流道板厚且结构复杂；后者结构简单，但流变平衡计算较为困难15。此外，对于不同制品的多型腔模具的流道设计，如塑料盒和盖，两者在一副注射模中成型，它要求熔体同时充满各个型腔。对于单个大型型腔，有多个注射喷嘴浇注，如轿车的保险杠。此种流道设计时，要考虑熔体料流前锋的运动状态，以保证熔合缝处于合理位置。这些制品型腔的平衡浇注，须将浇注系统与型腔一起，经计算机造型，由Moldflow等软件进行流动模拟分析，经反复修正达到流变平衡充模。遵循以上原则，流道的布置如图4.2所示。图 4.2 分流道设计4.3 浇口的选择在注射模具设计中，浇口的选择与设计对塑件的质量和生产效率至关重要，这也是注射模具设计中的难点之一。4.3.1 浇口类型的选择浇口类型的选定主要取决于塑件形状尺寸、塑料材料性能、制品质量要求以及模具结构特点等为缩小推理范围，提高推理效率，把浇口类型归纳为4大类：直接浇口、点状浇口、侧向浇口和辐环浇口14。各大类包括的具体浇口类型如下：(1)直接浇口：直浇口(直锥式、斜锥式、圆弧式)；(2)点状浇口：针点浇口、潜伏浇口；(3)侧向浇口：(标准)侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、护耳浇口；(4)辐环浇口：轮辐浇口、爪形浇口、圆环浇口、盘形浇口注射模具的浇口形式有多种，其中点浇口的应用尤为广泛。这主要是由于点浇口尺寸小，冷凝快，在塑件上留下的痕迹小；另外，点浇口可以自动拉断、自动脱落，容易实现自动化生产，从而可提高生产效率和塑件的表面质量，减轻工人的劳动强度。此次毕业设计的产品选用的是潜伏式浇口，属于点浇口的一种。点浇口的采用必须根据塑料的种类及塑料件的结构形式合理选择。塑料在通过点浇口时，流速增加，浇口前后形成较大的压力差，这对那些表观粘度对剪切速度敏感的塑料来说，点浇口能明显降低其表观粘度，使流动性增加，提高充模速率，从而获得外形清晰的制品。点浇口的选用。从塑料材料方面考虑，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、AS、ABS等这些流动性好和表观粘度对剪切速度敏感的塑料，最适合采用点浇口，但对成型流动性差和热敏性的塑料则不利。从塑料的结构形式方面考虑，由于塑料熔体流经尺寸狭小的点浇口时，摩擦阻力使一部分能量转变为热能，使熔体温度升高，粘度下降，提高了流动性。另外，点浇口的位置选择比较自由，对于单腔、多腔模具以及一腔多点的大塑件都可以采用。所以最适合于成型薄壁的壳类、盒类塑件，以及带有精密花纹的塑件，对成型薄板状易变形和形状复杂的塑件则不适合15。4.3.2 浇口位置的选择浇口的位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大，合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。要使塑件具有良好的性能与外观，使塑件的成型在技术上合理，经济上可行一定要考虑浇口位置的选择。在设计实践中，浇口位置的选择通常要遵循以下原则16：(1)浇口位置的安排应该保证塑料熔体迅速及均匀地充填型腔，并尽量缩短熔体的流动距离。(2)尽量避免或减少熔接痕迹，并要同时考虑熔接痕迹对塑件质量及强度的影响。浇口的位置一般应设在塑件壁的最厚处以便于压力的传递及补射作用的进行。(4)必须便于型腔气体的排除，避免型腔气体的滞留。(5)避免注射时产生蛇形流动。(6)由于浇口位置附近强度较弱，一般不在承受冲击载荷或弯曲的部位设置浇口。(7)浇口的设置应该考虑塑件的外观质量，不在影响塑件质量及美观的部位设置浇口。此次的毕业设计为一模两腔，且形状较规则。遵循以上浇口位置的选择原则，浇口位置如图4.3所示。图 4.3 浇口位置设计4.4 冷料井与拉料杆设计冷料井是为了除去料流中的前端冷料而设置的。在注射过程的循环中，由于喷嘴与低温模具接触，使喷嘴前端寸有一小段低温料，常称冷料。在注射入模时，冷料在料流最前端。如冷料进入型腔将造成制件的冷接缝，甚至在未进入型腔前冷料头就将浇口堵塞而不能进料。此一模两腔的设计可将冷料井设置在主流道末端。该处选用无拉料杆的冷料井，即在流道板上开一倒锥形的凹坑，为了便与拉出主流道凝料，开模将主流道凝料中拉出时，可一同将冷料井内的废料取出。5 成型零部件设计5.1 成型零部件的性能由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须以一些性能：1）必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压；2）有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理，使其硬度达到HRC40以上；3）对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理；4）材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在Ra0.4以下；5）切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好；6）熔焊性能要好，以便修理；7）成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为H8H10，轴类零件为h7h10。5.2 成型零部件的工作尺寸塑件的工作尺寸和精度主要取决于成型零件的工作尺寸和精度；而成型零件的工作尺寸和公差必须以塑件的工作尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。塑件的成型收缩s, 成型零件的制造误差z, 模具制造公差占塑件总公差的三分之一左右：z=/3, 成型零件的磨损c, 中小型塑件模具：c=/6, 大型塑件模具：c/6, 成型零件的磨损c, 小批量生产时，c取小值，甚至可以不考虑。成型零件尺寸的计算方法有：平均值法和极限值法17。计算模具成型零件最基本的公式（5.1）； (5.1) 塑料的平均收缩率的计算公式（5.2）； (5.2) 已知ABS+PC的收缩率在4.7% 5.3%之间，所以平均收缩率为:5.2.1 型腔工作尺寸计算 已知，塑件工作尺寸 ，模具磨损量c= /6，平均收缩率Scp ,模具制造公差 z= /3；1) 型腔径向工作尺寸计算；按平均值计算方法，由公式（5.3）可得：