模具2 - 图文

桂林电子科技大学毕业设计（论文）

摘 要

近年来，随着模具行业的结构调整和体制改革步伐加大，尤其是塑料模具在现代生产中占有越来越重要的地位。特别是在家用电器行业中，电视机、遥控器、洗衣机的壳体等零件都已经向塑料化方向发展。

故本文将以电视机遥控器外壳塑料产品进行分析和模具设计，论述相关注塑模具的关键问题和优势。对塑料材料的性能分析，遥控器外形的设计与建模，根据塑件的基本形状和尺寸入手，合理选择注射的成型方法。合理设计模具并进行理论分析。根据具体尺寸校核注塑模具及注塑机的有关尺寸，并对工艺参数进行核定和计算。之后进行初步的审查对所存在的问题进行确定和修正，然后绘制模具总装配图，按装配图绘制成型零件及所有需要加工的零件工作图，在设计的同时考虑零件的加工工艺。在这次设计过程中充分利用课本中的理论，严格按照模具设计的步骤，查阅相关模具参数以及相关机械手册，对塑件工艺性分析、分型面确定、成型零件设计、型腔数量确定、浇注系统设计等。

在设计的过程主要应用了PRO/E软件完成对塑件的实体造型以及通过Auto CAD完成零件图和装配图，并最终完成塑料模具的设计以及与预计的产量相适应的要求。

关键词：塑料模具；电视机遥控器外壳；塑件；工艺性

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Abstract

In recent years, with mold industry structural adjustment and reform pace, especially plastic mould occupies more and more important status in modern production. Especially in household appliances industry, TV, remote control, washing machines and other parts of the shell has been developing to the direction of the plastic.

Therefore, this article will analysis to the TV remote shell plastic products and mold design, discusses the key problems related to injection molding and advantage. The performance analysis of plastic material, remote control shape design and modeling, according to the basic shape and size of plastic parts, selection of injection molding method. Reasonable design of mould and theory analysis. Depending on the size check relevant dimensions of injection mould and injection molding machine, and verification and calculation of process parameters. After a preliminary review to identify the problems and correct, and then draw die general assembly drawing, according to the drawing forming parts and assembly drawings work all need processing of parts figure, at the same time in the design of considering parts processing technology. Make full use of the textbooks of the theory in the design process, in strict accordance with the mold design steps, refer to related mould parameters and mechanical handbook, for plastic parts manufacturability analysis, determine the parting surface, molding parts design, the determination of cavity quantity, gating system design, etc.

Finally in the design process of the main application PRO/E software to complete the plastic pieces of entity modeling and by Auto CAD complete detail drawings and assembly drawings, and eventually complete plastic mold design, and corresponds to the expected production requirements.

Key words: plastic mould; TV remote shell; Plastic parts; manufacturability

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目 录

引言 ..................................................................... 1 1 设计要求及设计方案 ................................................................................................................. 3 2 塑料件的工艺分析 ...................................................................................................................... 4

2.1 塑件的使用要求 ................................................................................................................................ 4 2.2 材料的选择 ......................................................................................................................................... 4 2.3 ABS注射参数 ..................................................................................................................................... 5 2.4 塑件的结构设计 ................................................................................................................................ 5 2.4.1塑件尺寸和精度 ............................................................................................................................ 6 2.4.2塑件表面粗糙度 .............................................................................................................................. 6 2.4.3脱模斜度 ........................................................................................................................................... 7 2.4.4壁厚及圆角 ....................................................................................................................................... 7 2.5 采用Pro/E的模具设计步骤 ......................................................................................................... 8

3 模具结构设计 ................................................................................................................................. 9

3.1 热塑性塑料注射模的基本组成..................................................................................................... 9 3.2 模具型腔的设计 ................................................................................................................................ 9 3.3 型腔数量以及排列方式 ................................................................................................................ 10 3.4 分型面的设计 .................................................................................................................................. 11 3.5 浇注系统的设计 .............................................................................................................................. 12 3.6 主流道的设计 .................................................................................................................................. 13 3.7 分流道设计 ....................................................................................................................................... 14 3.8 浇口的设计 ....................................................................................................................................... 15 3.9 冷料井的设计 .................................................................................................................................. 15 3.10 排溢系统设计 ................................................................................................................................ 16 3.11 锁模力计算 ..................................................................................................................................... 16 3.12 注射容量计算 ................................................................................................................................ 17 3.13 注射机的初步选择 ....................................................................................................................... 17

4 成型零件的设计 .......................................................................................................................... 19

4.1 成型零件的结构设计 ..................................................................................................................... 19 4.2 成型零件工作尺寸的计算 ............................................................................................................ 19 4.2.1凹模的设计 ..................................................................................................................................... 20

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4.2.2型心尺寸的计算 ............................................................................................................................ 21 4.2.3型芯高度尺寸的计算 .................................................................................................................. 21 4.3 模具型腔侧壁厚度的计算 ............................................................................................................ 22 4.4 底板厚度计算 .................................................................................................................................. 22 4.5 动模垫板厚度的确定 ..................................................................................................................... 23

5 推出机构的设计 .......................................................................................................................... 24

5.1 推出机构的组成 .............................................................................................................................. 24 5.2 推出机构设计的原则 ..................................................................................................................... 24 5.3 脱模力的计算 .................................................................................................................................. 24 5.4 推出机构的复位 .............................................................................................................................. 24 5.5 侧向分型与抽芯机构的设计 ....................................................................................................... 24 5.6 抽芯距离的确定和抽芯力的计算 .............................................................................................. 26

6 模架的设计 .................................................................................................................................... 27

6.1 导向机构的作用 .............................................................................................................................. 27 6.2 导套和导柱 ....................................................................................................................................... 28 6.2.1导柱 .................................................................................................................................................. 28 6.2.2导套 .................................................................................................................................................. 28

7 冷却系统设计 ............................................................................................................................... 29

7.1 注射模冷却系统设计原则 ............................................................................................................ 29 7.2 冷却系统计算 .................................................................................................................................. 29 7.3 冷却管尺寸 ....................................................................................................................................... 30

8 注射机的参数校核 .................................................................................................................... 32

8.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 ............................................................................ 32 8.2 模具厚度校核 .................................................................................................................................. 32 8.3 开模行程校核 .................................................................................................................................. 32

9 模具材料的选择及其制造工艺 .......................................................................................... 33

9.1 模具制造 ........................................................................................................................................... 33 9.2 模具加工工艺一般流程 ................................................................................................................ 35

10 模具的装配 .................................................................................................................................. 36 结 论 ....................................................................................................................................................... 37 谢 辞 ....................................................................................................................................................... 38 参考文献 ................................................................................................................................................. 39 附 录 ....................................................................................................................................................... 40

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引言

塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的，目前塑料制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料工业又是一个飞速发展的工业领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到目前的塑料产品系列化、生产工艺自动化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量日益增加，这些产品的更新换代的周期愈来愈短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出了越来越高的要求。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身具有的一系列特殊优点决定的。其主要优点有：?塑料密度小、质量轻 ?塑料的绝缘性能好，介电损耗低 ?塑料的比强度高 ④塑料的减摩耐磨性能好 ⑤塑料的减振和隔音性能也很好。此外许多塑料还具有透光性能和绝热性能以及防水、防透气和防辐射等特殊性能，因此，塑料已成为各行各业不可缺少的一种重要材料。

模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济部门发展的重要基础之一。随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工艺和日常用品工业的发展，塑料成型制件的需求量越来越多，质量要求也越来越高，这就要求成型塑件模具的开发、设计与制造水平也必须越来越高。因此，模具设计水平的高低、模具制造能力的强弱以及模具质量的优劣，都直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着各种产品的质量、经济效益的增长以及整体工业水平的提高。

事实上，在仪器仪表、家用电器、交通、通信等各行各业中，有70%以上的产品是用模具来加工成型的。工业发达国家，其模具工业年产值早已超过机床行业的年产值。在日本、韩国等国家，其生产塑料模与生产冲压模的企业数量差不多相等；而在新加坡等国家，其生产塑料模的企业数量已大大超过生产冲压模的企业。我国的香港与深圳等地区，其模具工业主要是从事塑料模具的制造与塑料制件的生产。在江苏省、浙江省、上海市及其以南地区，尤其在浙江省，从事塑料模制造和塑料制件开发的个体企业也日益增多。综上所述，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要。

在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。考察国内外模具工业的现状及我国国民经济和现代工业品生产中模具的地位，从塑料成型模具的设计理论、设计实践和制造技术出发，塑料成型技术大致有以下几个方面的发展趋势。 （1）CAD/CAE/CAM技术在模具设计与制造中的应用； （2）大力发展快速原型制造；

（3）研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程；

（4）发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术； （5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；

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（6）模具的复杂化、精密化、与大型化； （7）模具工业信息化。

塑料注射成型是塑料制品的高效率生产方法之一，也是塑料成型的一种重要方法 要适用于热塑性塑料的成型。与其他塑料成型方法相比，注射成型塑件的内在和外观质量均较好，生产效率很高， 容易实现自动化，是应用最为广泛的塑件成型方法。注射成型是热塑性塑料成型的一种 重要方法，到目前为止．除了氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可用此方法成型。注射 成型已成功地应用于某些热囚性塑料，甚至用于橡胶制品的成型。由于塑料品种和加工方法繁多，塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一。所以， 塑料模具的分类的方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分为以下几类：

（1）注射成型模（又称注塑模）； （2）压缩成型模； （3）压注模； （4）挤出模； （5）气动成型模；

以上是常见的成型方法，还有泡沫塑料成型模、滚塑成型模、浇注成型模、压延成型模、拉丝成型模、聚四氟乙稀压锭模等。

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1 设计要求及设计方案

（1）设计要求

?了解和掌握一定的模具标准化知识，在设计过程中了解模具的制造工艺； ?对所设计模具的关键部位进行强度校核； ?消除设计中不合理的成型因素；

④按零件图完成模具设计并绘制正规的零件模具总装图； （2）设计方案

?按照任务要求初步拟定模具结构形式； ?确定型腔数量及排列形式； ?确定分型面； ④确定注射机型号； ⑤浇注系统的设计； ⑥确定模架和标准件的选用；

⑦合模导向机构和脱模推出机构的设计； ⑧侧向分型与抽芯机构的设计； ⑨确定冷却系统。

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2 塑料件的工艺分析

在家用电器的发展中，有各种优异性能的塑料材料的应用起着十分重要的作用，塑料具有质轻，比强度高，不锈蚀，绝缘性好等优点，而且原材料易得，成型方便，生产效率高，因此用塑料材料代替金属，生产成本低，适合于大批量生产。 2.1 塑件的使用要求

耐用，耐磨，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽，表面较光滑；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于100oC），耐化学腐蚀。 2.2 材料的选择

本产品为遥控器的外壳，首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。能满足以上性能的塑料材料有多种，但从材料的来源以及材料的成本考虑，ABS更适合些。ABS是目前世界上应用最广泛的材料，它的来源广，成本低，符合塑料成型的经济性。因此，在选用材料时，考虑采用ABS，并且作为遥控器的一个外壳ABS能满足它的使用性能合成型特性。

ABS料件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm3，ABS（抗冲）收缩率为0.3～0.8，ABS（耐热）收缩率为0.3～0.8。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70°C左右，热变形温度约为93°C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。 1）主要用途

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、农药喷雾器及家具等。 2）成型特点

ABS在升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60°C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60～80°C。

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2.3 ABS注射参数

注射类型：螺杆式 螺杆转速：30～60r/min

喷嘴类型：形式直通式；温度180～190°C

料筒温度：前段200～210°C；中段210～230°C；后段180～200°C 模具温度：50～70°C 注射压力：70～90 MPa 保压力 ：50～70 MPa 注射时间：3～5 S 保压时间：15～30 S 冷却时间：15～30 S 成型时间：40～70 S 2.4 塑件的结构设计

根据毕业设计课题的任务书要求，分析电视机遥控器上下盖的使用功能、外观要求等各项数据。并利用Pro.E4.0软件进行塑件的三维造型，如图1所示塑件上下盖样式。 在进行塑件结构工艺性设计时，必须遵循以下几个原则：

（1）在设计塑件时，应考虑原材料的成型工艺性，如流动性、收缩率等。

（2）在设计塑件的同时应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。

（3）在保证塑件使用性能、物理性能与力学性能、电性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等的前提下，力求结构简单，壁厚均匀，使用方便。

（4）当对设计的塑件外观要求比较高时，应先通过造型，然后逐步绘制图样。

塑料制件结构工艺性设计的主要内容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件形状、壁厚、斜度、支承面、圆角、孔、文字、标记等。

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如图1塑件上下盖样式

2.4.1塑件尺寸和精度

塑件的尺寸大小取决于塑料的流动性，同时也会受注射机注射量、锁模力和模板尺寸及脱模距离等的限制。塑件尺寸精度不仅于模具制造精度及其使用磨损有关，而且还与塑料收缩率的波动、成型工艺条件的变化等，所以塑件的尺寸精度一般不太高的，因此，保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件公差数值根据SJ1372-78塑料制件公差数值标准确定。精度等级选用根据SJ1372-78选择，本零件配合要求不高，精度等级选择一般精度，为４级精度，无公差值者，按８级精度取值，如表１所示

基本尺寸 ～３ >3~6 >6~10 >10~14 >14~18 >18~24

表１塑件尺寸公差（㎜） 精度等级 基本尺寸 ４ ８ 0.12 0.48 >65~80 0.14 0.56 >80~100 0.16 0.61 >100~120 0.18 0.72 >120~140 0.20 0.80 >140~160 0.22 0.88 >160~180 精度等级 ４ ８ 0.38 1.6 0.44 1.8 0.50 2.0 0.56 2.2 0.62 2.4 0.68 2.7 2.4.2塑件表面粗糙度

塑件表面粗糙度，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具表面粗糙度数值要比塑件的低1～2级，塑料制件表面粗糙度Ra值一般为0.8～3.2μm，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度不断加大，应给以抛光复原。透明制件要求型腔和型芯表面粗糙度相同；而不透明制件则根据使用情况而定，非配合表面和隐藏面可取较大

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表面粗糙度值,除有特殊要求外，一般型腔表面粗糙度要低于型芯表面粗糙度。在注射成型工艺中，ABS塑料表面粗糙度取值范围为0.025μm～3.2μm。根据塑件的使用功能，在本设计中表面粗糙度采用3.2μm。 2.4.3脱模斜度

塑件冷却时收缩会使它紧紧包紧型芯或型腔中的凸起部分，因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时必须塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一些。

在开模后塑件留在型腔内，查表可知ABS的脱模斜度为：型腔：40ˊ～1°20ˊ；型芯：35ˊ～1°。如果开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度，即以上值反之。在本次设计的塑件中，设ABS的脱模斜度为：型腔：1°，型芯：50ˊ。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。 2.4.4壁厚及圆角

塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知， ABS制件最小壁厚为0.8㎜，中型塑件推荐壁厚为1㎜。

同一塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕，内部会产生气泡。在要求必需有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过１∶３，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。

综上，根据塑件的使用性能要求，本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚δ为1.5㎜。 塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其它转角处都应用圆角过渡，这样才不会因在转角处应力集中，在受力或冲击震动时发生破裂，甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂，特别是在塑件的内角处。通常，内壁圆角半径应是壁厚额一半，而外壁圆角半径为壁厚的1.5倍，一般圆角不小于0.5㎜。。

塑件各个圆角半径参见塑件零件图，形式如图2所示：

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图2上下盖塑件圆角形式

2.5 采用Pro/E的模具设计步骤

设计步骤：新建模具文件夹→制造→模具型腔→模具模型→装配→参照模型→创建工件→创建分型面→进行侧抽芯→分割模具体积块→抽取模具元件→开模模拟。最终开模爆炸图如下图3所示。

图3 爆炸图

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3 模具结构设计

3.1 热塑性塑料注射模的基本组成

根据模具上各个部分所起的作用，通常一副塑料注射模由以下部分组成： （1）定模机构

定模机构是安装在注射机的固定模板上的部分型腔。由定位环，主流道体，定模底板，定模板和凹模组成一体，在注射机上固定不动。主流道口与注塑机的喷嘴相联，引入熔融塑料。

（2）动模机构

动模机构是安装在注塑机的动模板上的部分型腔。由凸模，动模板，导柱， 动模垫板和模脚等组成一体，在注塑机的锁模装置的驱动下往复运动。随着模板向右一起运动，完成凹模与凸模闭合，即闭模。注塑机料筒里的熔融塑料的高压作用下，通过喷嘴和浇注系统进入模腔，获得所需要的制品。当动模板向右运动时，完成开模，借助顶出装置实现制品脱模，落料。

（3）浇注系统

浇注系统是将熔融塑料引向闭合模腔的通道。通常由主流道，冷料穴，分流道和浇口等组成。

（4）导向装置

导向装置时用以保证动模和定模闭合时位置准确。它由导柱和导套组成。对于多腔位射模，其顶出机构也设置了导向装置，以免顶针弯曲和折断。

（5）顶出机构

顶出机构是实现制品脱模的装置。常见的有顶杆式，顶管式和推板式等。 （6）抽芯机构

当制品上带有侧孔和侧凹结构时，在顶出工作前，先要将可作侧向运动的型芯从制品中抽出，该侧向运动是由抽芯机构实现的。由此可知，该机构只是部分注射成型模才需要设置。

（7）冷却和加热装置

加热时为满足注射成型工艺对模具温度的要求：冷却为使熔料能在模具内冷却定型。一般凹，凸模中通冷却水，热水，热蒸汽等。

（8）排气系统

排气系统是为把型腔内原有的空气以及塑料受热过程中产生的气体排出，而在模具分型面处开设的排气槽。 3.2 模具型腔的设计

注射模具的基本结构都是由定模和动模两大部分组成的。定模部分安装在注塑机的固定板上，动模部分安装在注塑机的移动板上。

注射模具的典型结构有单分型注射模、双分型注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射

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模、斜滑块侧向抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。

根据塑件的结构特征和使用要求，本模具采用单分型面结构。

由于本塑件侧壁有3个与开模方向不一致的凹槽，所以必须首先将成型这部分的型芯脱离出件，才能将整个塑件从模具中脱出。这种型芯通常称为侧型芯，并加工成可动形式。

这里考虑开模时侧向抽芯与分型与塑件的推出同步，故可采用斜滑块外侧抽芯机构与斜推杆同步进行推出。这里采用斜弯销固定在定模上，滑块在动模上的注塑模结构。斜滑块使用压条安装在动模凹槽内，可以沿凹槽滑动。斜导柱与滑块上的斜孔一般采用H8/f8或H8/f7的配合，在开模时，滑块随着动模沿斜导柱向外侧运动，脱离出件。为了保证制品的精度（考虑到只靠导柱对斜弯销进行定位，怕强度不够，影响制品的尺寸精度。并且从加工和安装方面考虑）应为斜弯销设计定位装置。这里采用限位槽的形式，将它与斜滑块之间为斜面配合。把限位槽与定模做成整体式，这样在注塑是对滑块起到定位作用，从而保证了制品的尺寸精度。 3.3 型腔数量以及排列方式

合理的布局，应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力总，均等的分到足够的成型压力。型腔布局最佳方案的选择，应综合考虑以下因素而定：

(1)型腔布局和浇口开设应尽量保持对称，防止模具因承受偏载而产生溢料现象。 (2)保证熔体同时均匀地充满整个型腔，使型腔的塑件质量符合图纸规定，并满足稳定，均一的要求。

(3)型腔与主流道的距离应尽量短，以避免压力和热量损失，提高材料利用率。 (4)采用平衡的流道和合理的浇口尺寸，从而满足均衡进料，同时充满，均匀冷却的要求。

本塑料制件为遥控器的外壳，生产的批量较大，为了提高生产效率，但又要保证产品的一致性，故不宜采用一模多腔的形式：每增加一个型腔，由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响，塑件的尺寸精度要降低约4%~8%，因此多型腔模具（n>4）一般不能生产高精度的塑件。因此，本模具可采用一模两腔的形式，分别是遥控器的上下盖。其布局示意图如图4所示：

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图4型腔布局

3.4 分型面的设计

分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。

选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则： (1)保证塑件的外观质量要求。

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(2)分型方向确定后，分型面应设计在此方向上的塑件外形最大处。 (3)尽可能使分型面的设置有利于塑件脱模。 (4)尽可能使分型面具有良好的加工工艺性。 (5)使模具具有良好的排气效果。

(6)尽可能避免侧向分型或抽芯机构，使得模具结构简单。

根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。

方案一：双分型面

选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。

选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。

方案二：选用单分型面结构的示意图如图5所示：

选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。

从以上的两个方案进行比较，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工经济性，因此，本模具宜采用单分型面的形式。

图5单分型面示意图

3.5 浇注系统的设计

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浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节，它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响，是模具设计者重视的技术问题。

对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则： (1)采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失； (2)浇注系统设计应有利于良好的排气； (3)便于修整浇口以保证塑件外观质量； (4)浇注系统应结合型腔布局同时考虑。

从给出的塑料制件看，既要保证塑件的外观要求，又要考虑浇注系统设计的几项原则。

3.6主流道的设计

主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于熔体顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出来。由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。浇口套的选用：进料口直径：D=d+(0.5～1)mm=3＋0.5≈4mm式中d为注塑机喷嘴口直径。球面凹坑半径：R=r+(0.5～1)mm=10+0.5＝10.5mm式中r为注塑机喷嘴球头半径。

浇口套在工作过程中会重复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。其结构形式如图6所示。

主流道的设计参考教材《塑料成型工艺与模具设计》P114表2主流的部分尺寸：

表2

符号 d SR h a L D 名称 主流道小直径 主流道球面半径 球面配合高度 主流道锥角 主流道长度 主流道大端直径 尺寸 注射喷嘴直径+（0.5~1） 喷嘴球面半径+（1~2） 3~5 2゜~6゜ 尽量≤60 d+2Ltga/2

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dSR3°L1.6h 图6主流道结构图

查《模具设计与制造简明手册》P386表2-40常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格G54-S200/400：

喷嘴球半径=R18㎜；主流道小端直径=4㎜。 则主流道小端直径d=4+1=5㎜; 球面配合高度h取4㎜； 主流道锥角α取40；

主流道球面直径SR=18+3=21㎜; L和D还待定。 3.7 分流道设计

分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失尽可能小，能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式：圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较：

圆形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积最小，它的流动性和传热性都好。

梯形截面分流道：在相同截面积的情况下，其比面积大，塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。

比较以上的两种形式，再考虑加工的经济性，采用圆形截面分流道更符合设计的要求，故本模具的分流道设计形式采用了圆形截面分流道的形式。形状如图7所示

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图7分流道形式

3.8 浇口的设计

浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，其截面积约为分流道的0.03～0.09，长度约为0.5mm～2mm。浇口形式有直浇口、侧浇口、点浇口和潜伏性浇口等，选浇口时利用Moldflow软件分析。经过Moldflow软件的分析遥控器的浇口应选择潜伏性浇口较好但考虑到加工较困难。而侧浇口常设在多型腔模具上，一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧填充模具型腔，其截面形状多为矩形（扁槽），如图8所示。侧浇口的位置可根据塑料制件的形状特点灵活的选择，加工和修整方便，是应用较广泛的一种浇口形式。

侧浇口的优点是可以根据塑件的形状特征选择其位置，模具浇口的深度及宽度在试模以后根据需要可加深或加宽。其缺点是在塑件一端侧壁处进料，流程较长，容易形成熔接痕，缩孔，气孔等缺陷，注射压力损失较大，深型腔底部易生气孔，影响塑件质量。从外侧进料的侧浇口，一般宽度b=1.5-5mm, 深度t=0.5-2.0mm， 长度l=0.7-2.0mm， 图： 因此本模具采用侧浇口。

图8侧浇口结构形式

3.9 冷料井的设计

冷料井又称冷料穴，它是为贮存两次注塑间隔产生的冷料头。防止冷料头进入型腔造成制品熔接不牢，影响制品质量，甚至堵住浇口，而造成成型不良。冷料井常主流道

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末端。冷料井的直径稍大于主流道大端直径，长度一般取主流道直径的1.5～2倍。冷料井与拉料杆头部结构紧密相连。这里采用最常用的Z形头拉料杆冷料井。如下图9所示

图9拉料杆结构

3.10 排溢系统设计

当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填料等缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此设计时必须考虑排气问题。注射模成型时排气通常以如下四种方式进行：

(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)强制排气。

根据塑件的结构特点和型芯型腔以及模具的结构，本副模具因为型芯是采用镶拼结构，固采用利用间隙配合排气，同时，钳工在加工时，适当在分型面上开设很小的排气槽（ABS排气槽深度为0.03㎜）。 3.11 锁模力计算

锁模力是指注射机构在工作中对模具所能施加的最大夹紧力。锁模力与注射容量全面地反映了设备的主要特征和加工能力。

在实际注射成型中，由于制品形状不同，所采用树脂品种不同，注射工艺条件及模具结构不同，所需要的合模力大小也各不相同。因此，在选用注射机时,要对其合模力进行计算。通常，可采用下列公式进行：

F?Pm(NAs?Aj) (4.1-1)

式中: F-----注射机最大合模力(MN);

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N------型腔个数;

Pm----成型时模腔平均压力（MPa）; As-----塑件在开模方向的最大投影面积(m2)

Aj-----浇注系统在开模方向的最大投影面积(m2)

从前面可知: N=2

采用PRO/E测得浇注统以及塑件在开模方向上的投影面积为0.046.

所以： F?N?Pc?A

=2×30×0.046 =2.76 MN =2760KN

3.12 注射容量计算

注射机的理论注量，指在对空注射时能完成一次注射熔料的体积量(cm3).模具安装后，对模腔注射容量的计算,可以制件产品为主,计算其体积量，然后确认总体积注射量，从而可得:

Vg?N(Vs?Vj)(cm3) (4.1-2) 式中： Vg-----注射机额定注射量(cm3)；

Vs----单个塑件的容积量(cm3)；

Vj-----浇注系统和飞边所需要的容积量(cm3)； N-----型腔数。

其中： Vs=24cm3

Vj=3cm3

所以： V?N(Vs?Vj)

=2×(24+3) =54cm3

注射机的初步选择：G54-S-200/400型注射机 3.13 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。结合本模具相关参数及要求，本模具初步选择G54-S-200/400型注射机。

G54-S-200/400型注射机的主要参数

根据《塑料模具设计手册》附表8(P392)，由以上所取得的数据F和V可知，可选用型号为 G54-S-200/400的注射机可。

G54-S-200/400注射机的技术规范及特性如下： 螺杆直径(mm)： 55 最大理论注射容量(cm3)： 200~400

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注射压力(MPa)： 109 注射行程： 160 锁模力(KN)： 2540 最大注射面积(cm2)： 645 最大模具厚度H(mm)： 406 最小模具厚度H1(mm)： 165 最大和穆行程： 260 模板最大距离L0(mm)： 模板行程L1(mm)： 喷嘴圆弧半径R(mm)： 喷嘴孔径d(mm)： 喷嘴移动距离(mm)： 推出形式： 和模方式： 螺杆转速： 机器外型尺寸： 其他： 800 400 SR18 4 210 中间推出 液压-机械 16、28、48 4700X1000X1815

总力280KN,开模力8T,顶杆最大距离190mm

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4 成型零件的设计

4.1 成型零件的结构设计

⑴凹模 是成型塑件外表面的主要零件，按结构不同可分为整体式和组合式两种结构形式。整体式凹模结构的特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。组合式凹模结构易于在塑件表面形成拼接痕，降低表面质量。而本模具需要的表面外观质量无划痕、拼接痕、刮花等表面质量要求。故采用整体式凹模较为合适。

⑵凸模 是成型塑件内表面的零件。为了简化模具的加工工艺，后盖凸模设计成活动镶块组合的形式，活动镶块的固定方式如图10所示：

图10活动镶块的固定方式

4.2 成型零件工作尺寸的计算

成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑料间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。

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模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯、镶块、凸模和成型杆等。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。 4.2.1凹模的设计

为了提高零件的加工效率，装拆方便，保证上下盖的两个型腔形状尺寸采用整

H7体式凹模结构。在凹模与定模板间的配合用。

m6影响成型零件的尺寸因素有：

1）塑件的收缩率，其值为δs=（Smax-Smin ）Ls;

式中 δs——塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；

Smax——塑料的最大收缩率； Smin——塑料的最小收缩率； Ls ——塑件的基本尺寸。 2）模具成型零件的制造误差；

参考《塑料成型工艺与模具设计》P所列出的经验值，成型零件的制造公差约占塑

11件总公差的-,或取IT7-IT8级作为模具制造公差。模具成型零件制造公差用δz

34表示。

收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大。在计算成型零件时，所

Smax-Smin用到的收缩率均用平均收缩率来表示S= ×100%

2式中 S——塑件的平均收缩率；

Smax——塑料的最大收缩率； Smin——塑料的最小收缩率。

计算公式参考教材P151式（5-18）：

?δz?δz

(LM)0 =[(1+S)LS–(0.5~0.75)Δ]0

式中 S——表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)

LS——表示塑件的基本尺寸； Δ——表示塑件尺寸的公差； δZ——取Δ/3。

当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75，当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为遥控器的外壳其精度要求较高，故在本设计中取0.75。

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部分型腔长度计算：（L170、L50、R23、R15）

?δz?0.63/3

(LM)0 =[(1+0.0055)×170–0.75×0.63]0

?0.21

=170.460mm

?δz?0.46/3

(LM)0 =[(1+0.0055)×50–0.75×0.46]0

?0.15

=49.930mm

?δz?0.33/3

(LM)0 =[(1+0.0055)×23–0.75×0.33]0

?0.11

=22.8790mm

?δz?0.27/3

(LM)0 =[(1+0.0055)×15–0.75×0.27]0

?0.09

=14.880mm

4.2.2型心尺寸的计算

型心尺寸的计算公式参考教材P151式5-19：

0(lm)0?δz =[(1+ S)lS+0.75Δ]?δz

式中 S——表示塑料的平均收缩率；(S=0.55%)

lS——表示塑件的基本尺寸； Δ——表示塑件尺寸的公差； δZ——取Δ/3。

当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75，当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为遥控器的外壳其精度要求较高，故在本设计中取0.75。 部分型芯长度计算：（L168、L47、R21、R14）

(lm)0?δz =[(1+0.0055)×168+0.75×0.63]-0.63/3

=169.397-0.21 mm

(lm)0?δz =[(1+0.0055)×47+0.75×0.46]-0.46/3

=47.731-0.15mm

(lm)0?δz=[(1+0.0055)×21+0.75×0.33]-0.33/3

=21.363-0.11 mm

(lm)0?δz =[(1+0.0055)×14+0.75×0.27]-0.27/3

=14.28-0.09 mm

4.2.3型芯高度尺寸的计算 运用平均收缩率法：

(hm)–δz =[（1+Scp）LS+1/3Δ]–δz

HＭ————型芯高度尺寸（mm） δz————型芯高度制造公差（mm） (h1)–δ=[(1+0.0055)×12+0.27/3]–δ

=12.120-0.09 mm

(h2)–δ=[(1+0.0055)×7+0.22/3]–δ

0

0

0

0

0

0

0

0

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6 模架的设计

在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制订塑件成型工艺，确定进料口位置、塑件重量以及每模塑件数，并选定注射机的型号及规格。选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量。还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。

导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本模具采用导柱导向定位。其模架结构如下图13所示：

图13模架结构图

6.1 导向机构的作用

1）定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。

2）导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。

3）承受一定的侧压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。

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导柱导向机构的主要零件是导柱和导套，导柱和导套均采用标准件。导柱设置在动模一侧，导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合：导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合，而导套用H7/r6的配合镶入模板。 6.2 导套和导柱 6.2.1导柱

1 导柱的结构形式 导柱采用[1]表2-111标准形式，这种形式结构简单，加工方便，用于简单模具。

2 导柱结构和技术要求

(1)长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8~12mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。

(2)形状 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。

(3)材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用Y8、T10钢经淬火处理，硬度为HRC50~55。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8μm,导向部分表面粗糙度Ra为0.8~0.4μm。

(4)配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/F7或H8/f7的间隙配合。 6.2.2导套

1 导套的结构形式 本模具的结构形式采用[1]表2-114形式，这种形式结构较简单，便于加工。

2 导套的结构和技术要求

(1)形状 为了使导柱顺利地进入导套，在导套的前端应倒圆角，导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。

(2)材料 导套与导柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬度应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8μm。

(3)固定形式及配合精度 导套用环形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合镶入模板。

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7 冷却系统设计

注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。

根据ABS塑料的成型工艺，本模具只要设置冷却系统即可。 7.1 注射模冷却系统设计原则

为了提高冷却效率和争取型腔表面温度的均匀和稳定，在系统的综合设计中应遵守生产中的约定原则。在管道回路布置时，还需要进一步考虑型腔的形状和尺寸，并使加工方便和密封效果好。冷却水道的设计原则如下：

1、冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大； 2、冷却水道至型腔表面距离应尽量相等； 3、浇口处加强冷却；

4、冷却水道出、入口温差应尽量小； 5、冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。

还有冷却水道应尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件的强度；冷却水道应易于清理，一般水道孔径为10㎜（不小于8㎜）。

根据中间板的厚度和型腔尺寸，参考设计手册推荐值，在中间板中开设4条直通式冷却水道，直径为8㎜。冷却水道和外界的连接采用标准件水嘴连接。如下图14所示：

图14水路路径

7.2 冷却系统计算

熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。

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冷却系统从模具中带走热量：Q=KAΔTt/3600 (J)； A 冷却介质传热面积（m2）：A=πdL。 d 冷却管道直径（m）； L 冷却管长度（m）；

K 冷却管壁与介质间的传热膜系数〔J/（m2hC） K=0.032x?W/d(vd?/?)0.8(?gC/?W)0.4 。

?W 冷却水的平均导热系数(w(/mk))； f 与冷却介质温度有关的物理系数； g 重力加速度（m/s2）； v 冷却介质在管中流速（m/s）；

ρ 冷却介质在该温度下的密度〔kg/m3〕,水在30℃时取为0.996×103kg/m3。 冷却管直径；

△T 模温与冷却介质的平均温差（℃）； t 冷却时间，见表3所示；

20 6.45 25 6.84 表3 水温与f关系 30 35 7.22 7.60 40 7.98 45 8.31 平均水温C of 7.3 冷却管尺寸

忽略其他散热，冷却介质流量，由V=WQ1/（?C1（t1-t2）） (m3/min)； C1 介质比热J/kg.oC，水为4.187x103； W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min）； Q1 塑料熔体的单位热量（J/kg）；

? 冷却介质密度（kg/ m3），水为103kg/ m。

表4

直径(mm)

8 10 12 15 20

o流速(m/s) 1.66 1.32 1.10 0.87 0.66

3流量(m/min)

5.0x103 6.2 x10 7.4 x10 9.2 x10 12.4 x10

3333当冷却水平均温度在20C以上，Ｒe=6 x103~4时，其计算结果产生误差在?2%以内：

K=2041x(1-0.015?)v0.87/d0.13

? 桂林电子科技大学毕业设计（论文） 第 31 页 共 42 页

? 为冷却水平均温度；

由表10-2数据得： 流量 V=W Q1/（?C1(t1?t2)) =2.62x10?6 m3/min 初步确定冷却水道 d=8mm; 流速为?=Q/πd2 =1.31x10?2m/s 管子的长度L=60WQ1/k?t

??t 热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值，其中冷却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值。

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8 注射机的参数校核

8.1 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核

注射成型时，塑件在模分型面的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需锁模力也就越大，若超过注射机的允许最大成型面积，则在成型过程中会出现涨模溢料现象。因此有：

塑件总的投影面积nA1与浇注系统的投影面积A2之和要小于最大成型面积 A。 nA1+A2

4x5.3+4x0.5x4=29.2<320cm2 满足要求

应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力：

（nA1+A2）P

T=29.2x3.5=102.2kN<900kN 满足要求 8.2 模具厚度校核

模具厚度H必须满足：Hmin

式中 Hmin——注射机允许的最小模厚，即动，定模板之间的最小开距； Hmax——注射机允许的最大模厚。

H=200mm,Hmin=60mm,Mmax=300mm。 符合条件。 8.3 开模行程校核

由于注射模最大开模行程Smax与模厚无关，因此有： S≥H1+H2 +(5~10)mm

式中 H1——推出距离（脱模距离）（mm）； H2——包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）； H1=23mm, H2=55mm,

所以s=88mm,远小于注射机的最大开模行程300mm,合适。综上所述，所选择的注射机满足注射要求。

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9 模具材料的选择及其制造工艺

根据模具的生产条件和模具工作条件需要,结合模具材料的基本性能和相关的因素,来选择适合模具需要的,经济上合理、技术上先进的模具材料。对于一种模具,如果单纯从材料的基本性能考虑,可能几种模具材料都能符合要求,然而必需综合考虑模具的使用寿命、模具制造工艺过程的难易程度、模具制造费用以及分摊到制造的每一个工件上的模具费用等多种因素,进行综合分析评价,才能得出符合生产要求的材料。

模具材料选择的原则:

1、机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。 2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra≤0.5μm。要求钢材硬度在35-55HRC为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。

3、耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选的钢类型应使注塑模能减少抛光、修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。

4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。 9.1 模具制造

随着工业技术的高速发展，愈来愈多的零件将广泛采用模具成型，模具结构也愈来愈复杂。模具制造采用特种加工方法可以完成传统加工方法难以或无法完成的加工，而且实现了高精度、高速度自动化生产，具有广阔的应用前景。现将加工方法的特点归纳在表5中。

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表5 模具制造中常见的特种加工方法比较

电火花加比较项目 工 电火花线切割加工 电解加工 电解磨削 超声波加工 激光加工 利用脉冲火花放电蚀除工件材料，把工具电极的加工原理 轮廓形状相当精确地复印在工件上加工出所需的型腔或型孔 利用脉冲用移动着的电极丝穿过工件抷料上的工件的工作台通过数控按预定的轨迹运动 利用电解利用电解腐蚀作用与机械磨削作用相结合进行的一种复合加工方法 利用超声波振动所产生的能力使模粒具有冲击作用来实现材料的如阳极溶解（电解加工、电解抛光），积（电铸等）进行金属成型加工的一种方法 利用能量密度极高的激光束照射到工件抷料表面，产生上万度高温，使材料被迅速化而完成加工 火花放电，化学反应孔，使装有或阴极沉去除加工 熔化、气各种大小、各种形状加工模具 的型腔、型孔的锻模、充模、塑料模、拉丝模 切割各种加工各种用于高硬度如硬质合金拉丝模等 可加工各用于金刚石拉丝模及微孔加工等 杂的型孔、型腔及成型表面的模具 冲模、塑料大小复杂模、粉末冶型面的锻金模等模具 模、铸模、注塑模 强度、高种形状复可达最低表面粗糙度Ra（um） 可达最高尺寸精度（mm）

0.003 0.002 0.001 0.1 0.005 0.001 0.025 0.2 0.1 0.025 0.1 0.8

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9.2模具加工工艺一般流程

模具机械加工与其他机械产品的机械加工相比较，有其特殊性：模具一般是单件小批量生产，模具标准件则是成批生产；成型零件加工精度较高；所采取的加工方法往往不同于一般机械的加工方法。

1、根据零件结构和制造工艺,模架的基本组成零件有两种:导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。

导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，他们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。

导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢T8A淬火处理，淬火处理硬度50-55HRC。

导柱、导套加工工艺过程如下：备料—粗车、半精车内外圆柱表面—热处理—研磨导柱中心孔—粗磨、精磨配合表面—研磨导柱、导套重要配合表面。

模板加工工艺过程如下：下料—锻造—退火—粗加工—精磨基面准面—划线—工作型面半精加工—淬火、回火—磨削—修研。

模板型孔加工工艺过程如下：下料—锻造—退火—粗加工六面—精磨基面准面—划线—型孔半精加工—型孔精加工—淬火、回火—精磨（研磨）。

2、导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动模板的导柱孔。模架的装配比较的简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。

3、具表面强化处理工艺特点及应用：

渗氮处理：渗氮处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程，模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理。根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线：

精密模具：备料—锻造—退火或回火—粗加工—调质—半精加工—装配—试模—渗氮—研磨抛光—装配；

一般模具：备料—粗加工—调质—精加工—渗氮—研磨—装配。

桂林电子科技大学毕业设计（论文） 第 36 页 共 42 页

10 模具的装配

模具装配是把模具零件，组件或部件组装成一副完整模具的过程。有组件装配部件装配和总装三个步骤。模具装配既要保证配合精度，还要保证零件之间的位置精度，对于彼此有相对运动的零件应该保证运动精度。

1、装配前的准备

?研究分析装配图零件图，了解各零件的作用特点和技术要求，掌握关键装配技术； ?检查待装配的零件，确定哪些零件有配作加工内容； ?确定装配基准；

④清理模具零件； 2、装配工艺

1）模架装配：当模板加工量较大时，或多或少会引起模板的一些变化，模板上下表面最终需要平磨修平，同时为保证导柱导套间运转灵活，这时需要对导柱导套进行修磨。

2）成型零件装配：保证分型面密合，一般使型腔型芯镶块的分型面处高于定动模板上表面0.020.004mm，这样可以使锁模力相对集中作用在分型面上，避免塑件产生飞边或毛刺，首次试模后在需要的地方加开排气槽。

3）脱模机构装配：要保证在推出时，推杆或推件板动作必须保持同步，各孔之间基本同心，推杆在孔中反复运动灵活。一般情况下，装配时要保证推杆顶面高出型芯表面0mm0.1mm，复位杆顶面应低于分型面0mm0.05mm，斜推杆顶面应低于型芯表面001mm0.2mm（保证斜推杆在推出过程中不损伤塑件内表面），以推杆底部台肩厚度为准，配作推杆固定板的沉孔深度，保证装配后有0mm0.05mm的轴向间隙，避免推杆过大的轴向串动。

3、检验

在装配完成后进行全面的检查，以确定是否满足装配技术要求。 4、试模和修配

将模具装入注塑机，并开始动作，在保压一段时间后开模，凝料由拉料杆从浇口套中脱出并自动坠落，推杆顶出塑件，塑件推出后，由复位杆实现复位，并锁紧动定模板，以便进行下一次注塑。

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