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抽芯结构电话机外壳注塑模具设计摘要本设计介绍了注射成型的基本原理，分型面的设计，以及对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程。同时关键词:电话机上壳;模具设计;注塑成型;抽芯结构The Plastic Injection Model Design Of ThePulling Structure Of The Telephone ShellABSTRACTThe design is the shell mold design phones. According to design requirements of the entity model to measure the phone on the size of Shell products. In designing the mould, it is including the design of the finished plastic products, processing part and the structure of mould，parting surface design. Besides these, it also includes the analysis and calculation of the technical parameter. The key point of this design is that in introduces the basic principle of executing by injection. And it also lay out the fundamental of the injected plastic products. whats more, the paper introduces the process of the cold current injection molding system, temperature controlling system. At the same time，this paper conduct the model design, plastic injection andanalysis and injection temperature andanaly by the Pro/ENGINEER software,conduce mold core and cavity processing simulation by the MasterCAM software. Finally I completed the design task. Obtained through the design of the injection mold is feasible.Keywords: Telephone upper cover;mould design;injection molding;core pulling structure目录第一章 绪论11.1 国内模具相关技术的发展11.2 塑料模发展趋势21.3 电话机及电话机模具的发展趋势3第二章 电话机上外壳造型设计与分析52.1 电话机上外壳外观造型设计52.2 电话机上壳工艺分析62.2.1 塑件尺寸精度62.2.2 塑件的表面质量分析72.2.3 塑件的表面粗糙度分析72.2.4 塑件壁厚与脱模斜度分析72.2.5 塑件加强筋及圆角分析82.3 材料的成型特性与工艺参数82.3.1 ABS简介82.3.2 ABS的性能92.3.3 加工工艺参数分析102.3.4 主要用途11第三章 塑件成型的准备123.1 注塑成型工艺简介123.2 注塑成型工艺条件133.3注射机的选择143.3.1注塑机分类143.3.2 注塑机基本参数153.3.3选择注塑机163.4 注射机的校核183.4.1最大注塑量的校核183.4.2锁模力的校核183.4.3注射压力校核193.4.4注塑机安装模具部分相关尺寸校核193.4.5开模行程校核20第四章 分型面的选择与浇注系统224.1分型面的确定224.2型腔数目的确定224.3 浇注系统的设计234.3.1主浇道设计234.3.2 分流道设计254.3.3 浇口设计254.3.4 冷料穴设计27第五章 成型零部件设计285.1 成型零件结构设计要求285.1.1.凹模(型腔)设计285.1.2.凸模（型芯）设计295.1.3.塑件精度及其影响因素295.2成型零件结构的尺寸计算295.2.1 型腔（凹模）的尺寸计算305.2.2 型心（凸模）的尺寸计算315.3 型腔壁厚和底版厚度计算325.3.1 侧壁厚度计算325.3.2 底板厚度计算33第六章模架设计及导向机构的设计346.1 模具材料的选择346.2 模架的选定366.2.1.模板尺寸的确定366.2.2. A、B、C板的确定366.2.3.模具高度尺寸的确定366.3 合模导向机构的设计366.3.1导柱的设计376.3.2 导套的设计376.4 脱模机构的设计386.4.1 脱模力的计算386.4.2推杆脱模机构的设计396.5 模具开启及标准模座的创建39第七章 抽芯结构设计41第八章 排气设计43第九章 温度调节系统的设计479.1温度调节对塑件质量的影响479.2对温度调节系统的要求479.3温度调节系统设计479.4冷却系统设计489.4.1设计原则489.4.2冷却管道设计489.4.3冷却系统的结构52第十章 模具的工作过程54第十一章 仿真分析5511.1 仿真分析的优缺点5511.1.1 注射仿真的优点5511.1.2 注射仿真分析的缺点5511.2 注射仿真分析结果分析5511.2.1 注射模拟分析5511.2.2 注射温度分析56第十二章 MasterCAM编程与数控加工57第十二章 总结59参考文献60致谢61附录A62第一章 绪论1.1 国内模具相关技术的发展当今，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，因为模具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。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品业要发展，必然要求塑料模具产业随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，因此，塑料模具也快速发展。在生产量高速增长的情况下，中国塑料模具水平也有很大的提高。国内目前已能生产单套重量高达60吨的大型模具、型腔精度达0.5虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。开发能力较差，经济效益欠佳。在未来的模具发展中，我国塑料模具的发展趋势如下：(1)模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济陕速方向发展模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。(2)模具CADCAECAMPDM正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。(3)模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽陕交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。(4)大力提高开发能力，将开发工作尽力往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发，这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行，变被动为主动。(5)随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使模具标准化程度不断断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。(6)高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展。1.2 塑料模发展趋势随着塑料工业的飞速发展，注塑模传统的手工设计与制造已无法适应当前的形势。注塑模技术在八十年代已从实验室阶段进入实用化阶段。实践证明，缩短模具设计与制造时间、提高塑料制件精度与性能的正确途径之一是采用计算机辅助设计、辅助工程和辅助制造。纵观世界，有一个显著的特点是微机软件在模具行业中发挥着越来越大的作用。注塑模技术，它是以计算机为手段，专用注塑模设计分析软件为工具设计模具。它是模具传统设计方式的革命，大大提高了效率，尤其是显著提高了系列化或相似塑件的注塑模设计效率。（1）注塑模CAD的实用化塑料模Mold-Flow或C-Flow软件和塑料模Mold-Cool或C-Cool软件等已经商品化，注射模CAD正向实用化阶段迈进。我国政府对注射模CAD实用化进程亦十分重视。“八五”期间投巨资进行研究和开发，除建立“大型薄壁深腔注射模具制造技术”（广州塑料模具厂）、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”(青岛北极星集团)和“实用CAD/CAM技术在精密注射模具中的应用”3项国家重点企业开发项目外，还专门组织了“八五”国家重点技术攻关项目“注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。目前，美国PSP公司的IMES专家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解决注射模的质量问题。德国IKV研究所的CADMOULD系统，可用于注射模的流动、冷却分析、力学性能校核。澳大利亚MOLDFLOW公司的注射模CAE软件MF，具有流动模拟、冷却分析、翘曲变形和应力分析功能。（2）挤塑模CAD的开发挤塑模设计与制造，发达国家已广泛地应用了CAD/CAM技术，尤其是CAE的应用极大地提高了挤塑模设计水平和可靠性。我国向此发展，势在必行。根据国家“八五”重点科技攻关项目“注射模CAD/CAM/CAE集成系统”开发中的成功经验及技术实力，国家“九五”重点科技攻关项目“挤塑模CAD/CAM/CAE集成系统”课题，正在拟议与讨论之中。（3）压模CAD探索压缩模及传递模是历史悠久、正在工业上发挥了重要作用的一类塑料模具，一些发达国家，如加拿大、美国等已在在这方面作了大量研究和探索工作，预计不久将会有压缩模CAD实用软件问世，我国已在这方面做研究和探索工作。（4）塑料膜CAD/CAM/CAE集成化机械技术与电子技术的密切结合，日益更多地采用图形输出、数控数显、计算机程序控制的设计与加工一体化，实现高层次、多工位加工，使塑料膜在质量上、效率上产生一个新飞跃。此外，激光造型与成型技术，将在新产品开发中，显示出越来月重要的作用。1.3 电话机及电话机模具的发展趋势广东模具制造业的优势主要在塑胶、五金模具方面，在模具总产量中，塑胶、五金模具占70%以上，远远高于全国的平均数。广东模具、机械制造业以中小型企业为主，分布范围广。近年来，整体工业水平快速提高，模具、机械制造业的数控设备大量增加，对高档刀具的需求量也逐年加大。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。而近年来家电在国内发展以及家电进入人们生活的巨大转变，是人们有目共睹的，而随着人们生活水平的不断提高，对家电产品的要求也在不断上升，家电产品的更新换代在不断加快，特别在广东地区，有不少的家电生产企业，家电的模具也要随这家电产品的发展而不断更新。电话机作为一种小型家电产品，在我们的日常生活、工作中起着不容忽视的作用，电话机注塑模的只要性便应运而生。电话机的使用性能要求是首要，外观造型也日渐处于重要的地位。消费水平的提高、消费品位的高层次发展，更是电话机以及电话机模具发展的空间与平台。第二章 电话机上外壳造型设计与分析2.1 电话机上外壳外观造型设计本次设计的塑件是小家电电话机上壳类零件，属于小型塑件。其产品图及Pro/E造型如图2.1及2.2、2.3所示。 图2.1 电话机上壳产品 图2.2 电话机上壳Pro/E造型设计图2.3 电话机上壳Pro/E造型-缺省方向2.2 电话机上壳工艺分析 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件的尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。塑件制品在成型时总会产生误差，而影响到塑件制品的精度。使塑件制品产生误差的因素主要是两个方面：一是成型模具的精度使塑料制品产生的误差，影响模具精度的主要是模具制造的误差和模具使用磨损产生的误差二是塑料材料成型时收缩率的变化所产生的误差。 还有成型工艺条件的变化，塑件的形状、飞边厚度波动，脱模斜度和成型后塑件尺寸变化等。 在设计塑料制品时一定要选择合适的尺寸精度，在满足使用条件下尽可能选择低尺寸精度。工程塑料制品的尺寸公差国家标准GB/T144861993将塑料制品尺寸公差分成7个等级精度，根据塑料原料收缩率特性不同，对于每种塑料已被建议选取其中的三个等级，即标注尺寸公差的高精度等级、一般精度等级和未注尺寸公差的低精度等级。从该塑件作为一般日用产品我们可以知道只需取一般精度就可以满足实用要求。根据精度等级选用表，ABS的高精度为MT2，一般精度为MT3，未注公差尺寸为MT5。本次设计的塑件是电话机，属于小型零件。从文献8塑料模具设计师手册中的P1-68表2-1及2-2我们选取ABS的MT3作为该塑件的精度等级，因为塑件的外形尺寸为155*210，又是单一成型零件，所以尺寸公差为0.78mm。塑件表面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺陷，还有表面光泽性和表面粗糙度。表面缺陷必须避免；表面光泽性和表面粗糙度应根据塑件使用要求而定，透明胶对光泽性和表面粗糙度有较为严格的要求，而作为暗红色的电话机上壳则没有严格要求。塑料的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能地避免冷疤、波纹等疵点外，只要由模具成型零件的表面粗糙度觉得。一般模具的表面粗糙度比塑件的表面粗糙度高一级。对于透明的塑件要求型芯和型腔的表面粗糙度相同，而不透明的塑件则根据使用情况可以不同。塑件的表面粗糙度一般为Ra0.2-0.8 。由于该塑件外表面美观度要求较高，所以我们取外表面的粗糙度为Ra0.4，而内表面可取Ra0.8 。该塑件外形美观，色泽光亮，外表没有斑点和熔接痕。塑件成型冷却时，塑料件要产生收缩。对此，制品设计师要充分考虑由此产生的影响。第一，不同壁厚处的收缩变形量是不同的，这将影响到制品的尺寸精度及形状精度。因此，在塑料制品设计时首先就应该考虑进来采用均匀的壁厚，即壁厚均匀原则，对于是在需要不同壁厚的地方也应该采用过度的结构方式。第二，壁厚过大，将使成型周期过长、原料耗用增加和残余应力增加，制品产生成本增加。因此，制品厚度设计应避免壁厚过大，当壁厚不能满足强度和刚度时，可以采取加强筋进行增强。一般热塑性塑料制品壁厚在2-4cm比较适宜。由该塑件的尺寸可以知道最小壁厚为2mm，最大为3mm，该壁厚尺寸符合要求。同时，用Pro/E软件对制件进行壁厚分析，该制件壁厚均匀，符合要求。 塑料制件注塑成型冷却后，要对模具型芯产生包紧力，当把制件从模具上顶出时，就会产生较大的摩擦力。脱模时过大的摩擦力会造成所需的顶出力加大，还可能造成制件的擦伤，所以，应该设置必要的脱模斜度。在制件允许的情况下成型型芯越长或型腔越深则斜度应取偏小值，其他则选择较大的脱模斜度，只要取决于塑件的性能和几何性形状等。脱模斜度的取向根据塑件的内外尺寸而定：塑件内孔以型芯小端为准，尺寸符合图样要求，斜度由扩大的方向取得；塑件的外形，以型腔（凹模）大端为准，尺寸符合图样要求，斜度由缩小方向取得。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。从文献7塑料模具设计制造与应用实例中的P57表2-8塑件常用的脱模斜度中可知，ABS塑料凹模（型腔）脱模斜度为40-120，凹模的脱模斜度为35-1。当要求开模后塑件留在型腔内时，则塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度；反之，若要求开模后塑件留在型芯一边，则塑件内表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。加强筋的主要作用是在不增加壁厚的情况下，加强塑件的强度和刚度，避免塑件变形翘曲。此外合理的布置加强筋还可以改善冲模状况，减少塑件内应力，避免气孔、缩孔和凹陷等缺陷。加强筋的尺寸设计应得当。加强筋的厚度应小于壁厚，并与壁用圆弧过渡。加强筋的壁厚为t，则加强筋高度L=（1-3）t，筋条宽A=（1/4-1）t，筋过渡圆角R=（1/8-1/4）t，收缩角=2-5，筋端部圆角r=t/8，当t2mm时取A=t。为防止塑料件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑料件的力学强度，需要在塑料件的转角处或内部联结处采用圆角过渡。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的流动和塑件的脱模。圆角半径一般不少于0.5mm。2.3 材料的成型特性与工艺参数本塑件材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯，俗称为ABS。英文名称为Acrylonitrile-butadiene-styrene。 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具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性能和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3，ABS（抗冲）收缩率为0.40.7，ABS（耐热）收缩率为0.40.7。ABS具有及好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是赖热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度约为93C左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。参考参考文献7塑料模具设计制造与应用实例附表3 常用热塑性塑料的主要技术参数指标如表2.3.2-1所示。表2.3.2-1 ABS主要技术参数指标性能参数密度/（kgdm-3）1.021.16比体积v /（dm3kg-1）0.860.98吸水率（24h）wp.c1000.20.4收缩率s0.40.7熔点t / 130160热变形温度t / 0.46MPa901080.185MPa83103抗拉屈服强度b / MPa50拉伸弹性模量El / MPa1.8103抗弯强度w / MPa80冲击韧度n /（KJm-2）k /（KJm-2）无缺口261缺口11硬度HB9.7R121体积电阻系数v /（cm）6.91016击穿强度E /（KVmm-1）ABS在升温时粘度增高，所以成形压力较高；塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成形加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，设计模具是应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成形条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热性时，应控制在加工前，需在100-130的温度下干燥1-4小时，成型温度为270-320，模温控制在6080。其加工工艺参数如表2.1所示（参考参考文献7塑料模具设计制造与应用实例附表8。表 2.1 ABS注射成形工艺参数工艺参数注射机类型螺杆式预热干燥温度/ 8085时间t / h23料筒温度t / 后段150170中段165180前段180200喷嘴温度t / 180180模具温度t / 5080注射压力p / MPa60100成形时间/ s注射时间2090高压时间05冷却时间20120总周期50220螺杆转速n /（r min-1）30后处理方法红外线灯、烘箱温度t / 70时间/ h24说明无增塑剂类ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装器、农药喷雾器及家具等。第三章 塑件成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作，如下图3.1 注塑成型压力时间曲线。 图3.1 注塑成型压力时间曲线（1）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。（2）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示3.1所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。（3）制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1020度至热变形温度以下1020度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121，加热温度为100121，保温时间与制件厚度有关，通常取29小时。3.2 注塑成型工艺条件1）温度；注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。ABS材料温度的经验数据如表3.1所示。表3.1 温度的经验数据料筒温度 /喷嘴温度/模具温度/热变形温度 /后段中段前段1.82MPA0.45MPA150170165180180200170180508083103901082）压力；注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于流动性中等ABS，保压力应该大些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为2.85.5MPA。3）时间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35秒，保压时间一般为20120秒，冷却时间一般为30120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表3.2所示。表3.2 成型周期与壁厚关系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表3.2所示。由于制件的壁厚是2mm,则成型的周期是28s。3.3注射机的选择 注塑模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对选用的注射机的有关技术参数有全面的了解，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的分类方法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等。这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表3.3所示。表3.3 注射量与注射时间的关系注射量/CM125250 500100020004000600010000注射速率/CM/S12520033357089013301600 2000注射时间/S11.251.51.752.2533.755(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。（1） 注射量的确定根据生产经验，注塑机注塑ABS塑料时，注塑机的最大注射量是额定注射量的80，即一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总质量必须在这升级额定注射量的80%以内。在一个注射成型周期内需注射入模具内的塑料溶体的容量或质量，应为塑件和浇注系统两部分容积或质量之和，即V=nVs+Vj （3.1） 或 m=nms+mj （3.2）式中，V（m）一个成型周期内所需要注射的塑料容积（cm3或g）；N型腔数；Vs（ms）单个塑件容量或质量（cm3或g）；Vj（mj）浇注系统.凝料和飞边所需的塑料的容量或质量（cm3或g）。故应使：nVs+Vj0.8Vgnms+mj 0.8mg式中，Vg（mg）注射机的额定注射量（cm3或g）。 首先Vj是个未知数，根据经验公式，V=1.6nVs。该设计采用一模一腔，故n=1。 通过pro/E模型选项中的质量属性分析，电话机上壳体塑件的体积约为75.872cm3，ABS密度为1.03-1.07g/cm3之间，密度取1.05g/cm3，完成模型的质量属性计算，得制件的质量为79.666g。V =nVs+Vj =1Vs 1.6=175.8721.6=121.395cm在采用螺杆式注塑机成型时，为了提高塑件质量、尺寸稳定、表面光泽度和消除残余内应力，注塑量控制在最大注射量的50-80之间为适宜。0.5 Vmaxv0.8 Vmax 则151.744cmVmax242.790 cm（2） 所需要的锁模力计算A=n A1+ A2（根据proe建模分析得A1=31595 mm2） （3.3） =315951.35 mm2 式（3.3）中：A塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和（m2）；P型腔内熔体压力（MPa）；A1单个塑件在分型面上的投影面积（m2）；A2流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（m2）。 流道的凝料（包括浇口）在分型面撒花那个的投影面积A2在模具设计前是未知的。根据经验分析，大致是每个塑件在分型面上投影面积A1的0.2倍0.5倍，因此可用0.35n A1来估算。查参考文献9注塑成型工艺分析及模具设计指导书，P在设计中，一般按下表3.4高粘度塑件及有精度要求的塑件压力来进行估算。表3.4 常用塑件型腔平均压力 /Mpa塑件特点P/Mpa 举例容易成型塑件25PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品，容器类普通塑件30在模温较高情况下，成型薄壁容器类高粘度塑件及有精度要求的塑件35ABS、POM等有精度要求的零件，如壳类等特高粘度塑件及高精度、难充模塑料40高精度的机械零件，如齿轮等（3） 选择注塑机根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，可选用XS-ZY-250卧式注射机（上海第一塑料机械厂），其参数见表3.5：（参考参考文献7塑料模具设计制造与应用实例）表3.5 XS-ZY-250注射成型机技术参数表特性内容特性内容结构类型立模具最小厚度(mm)200标称注射量（cm）250模板尺寸（mm*mm）598*520螺杆(柱塞)直径(mm)50拉杆空间（mm*mm）448*370注射压力(MPa)1300合模方式增压式注射行程(mm)160泵流量（L/min）180，12螺杆转速(r/min)25 31 39 58 32 89泵压力（pa）65注射时间（s）2电动机功率（kw）18.5注射方式螺杆式螺杆驱动功率（kw）5.5锁模力(KN)1800加热功率（kw）9.83最大成型面积500机器外形尺寸（m*m*m）4.7*1.0*1.815模板最大行程500机器质量（N）4.5*模具最大厚度(mm)350喷嘴球半径（mm）18喷嘴孔半径（mm）43.4 注射机的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%-75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。实际塑件注射量V =121.395 cm； 公称注射量 V250cm；121.395500*100%=48.56%， 满足要求。注塑成型时，高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分型面分