毕业设计（论文）风扇开关注塑模具设计.doc

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1、 风扇开关注塑模具设计系 部： 精 密 制 造 工 程 系 学生姓名： 专业班级： 模 具 11C2 班学 号： 111031209 指导教师： 2014年03月10日声 明 本人所呈交的 风扇开关注塑模具设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 2014年03月10日 摘 要本设计说明书简要说明了风扇开关注射模具的设计过程。首先从该塑件所选用的材料聚碳酸酯PC、塑件精度要求、生产批量等几个角度进

2、行分析，确定模具的成型方案。具体包括注塑机的选择、型腔数目的确定、分型面的确定、塑件的排位、模具强度、成型零件的设计、常用结构件的设计、侧向分型抽芯机构的设计、脱模机构、模具温度、浇注系统、冷却系统的设计等，并对在设计中选用的一些常用标准件进行了说明。设计过程中依据产品的数量和塑料的工艺性能确定塑件采用注射成形法生产。该产品设计为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能够自动脱模，模具的型腔采用一模多腔布置。本次设计不仅参考了大量纸质文献，而且在互联网上查阅资料，设计过程比较完整。关键词：PC；脱模机构；冷却系统；浇注系统；模具设计；注塑模目 录一、 引言1（一）塑料成型与注塑

3、模具1（二）国内外相关发展状况2（三）塑料模具发展走势3二、 塑件材料分析与方案论证4（一）塑件的工艺分析4（二）塑件的成型工艺5（三）注塑模的机构组成8（四）方案论证9三、 注射成型机的选择10（一）估算塑件体积10（二）估算塑件质量10（三）注塑机的注射容量10（四）锁模力10（五）选择注塑机及注塑机的主要参数11（六）注塑机的校核11四、 浇注系统设计13（一）浇注系统的功能13（二）流道系统设计15五、 成型零件设计18（一）分型面的设计19（二）成型零件的结构设计20（三）工作尺寸计算22六、 导向机构的设计26（一）导向机构的作用26（二）导柱导向机构26（三）推板导套导柱的结构设

4、计27七、 脱模机构的设计29（一）脱模机构的结构组成29（二）脱模力的计算30（三）简单脱模机构30（四）复位装置32八、 侧向分型与抽芯机构设计32（一）侧向分型与抽芯机构的分类32九、 温度调节系统的设计35（一）温度调节系统的作用35（二）冷却系统的机构36设计总结38致谢39参考文献40一、 引言（一）塑料成型与注塑模具塑料工业是由塑料原料和塑料制品生产两大系统组成，二者相辅相成，缺一不可。塑料制品生产是实现塑料原料自身价值的唯一手段。塑料制品生产的目的是根据各种塑料的性能，利用各种工艺方法，使其变成具有一定形状而有使用价值的物品或定型材料。其主要由成型、机械加工、表面装饰、装配等环

5、节组成，其重要一环就是塑料成型。塑料成型就是将各种形态的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形状的制品或胚件的过程。塑料成型方法有很多，如注塑、吹塑、挤出等。而注塑成型以能成形高精度、高复杂性的制品和高效率占有重要一席。塑料注塑成型过程是，塑料原料从注塑机的料斗进入加热筒，经塑化后由柱塞或螺杆的推动，在一定压力下通过喷嘴进入模具型腔，经冷却固化后而开模获得制品（塑件）。除少数几种塑件外，几乎所有塑件都可以注塑成型。据统计，注塑制品占所有模塑件总产量的三分之一。塑模设计的传统方法，依靠的是设计人员的经验技巧和现有的设计数据。从对塑件工艺的计算到塑模设计制图，全靠手工劳动。对塑模的制造更需

6、要专业人员付出大量劳动。因此塑件的质量和数量远不能满足生产发展的需要。随着计算器技朮的广泛应用，塑模设计和制造采用了CAD/CAM系统，大大提高了模具设计制造的效率。塑料模具材料直接影响塑模的使用寿命加工成本及产品质量，所以设计时要正确的选择模具材料。用于塑料模具的材料品种很多，主要是以钢合金工具钢冷热模具钢，不锈钢等，另外，有色金属中有锌合金铝合金铍铜或某些新材料等。选择塑模材料主要依据是塑模的工作条件。对工作精度要求较低，工作条件比较好的塑模，可选择价格较低的材料制造，而对工作精度要求较高，工作条件恶劣的塑模，就需要选择价格较贵使用性能好的材料制造。必要时还应寻加工好的零件进行特殊的强化处

7、理，以使塑模具有较长的使用寿命。（二）国内外相关发展状况1、国内发展状况模具工业是国民经济发展的重要基础，也是一个国家加工工业发展的重要标志。近年来，我国模具工业的技术水平取得了长足发展。现在，我国模具厂约有3万多家，从业人数80万人左右。在模具工业的总产值中，冲压模约占50，塑料模约占33，压铸模约占6，其它模具约占11。但因创新能力弱，行业关键技术难以突破，使我国模具行业长期面临“低端竞争、高端进口”的尴尬局面。为了适应市场对模具制造短交货期、高精度、低成本的迫切要求。模具越来越向大型化、高精度化、多功能化等方向发展。热流道模具、气辅模等先进的加工技术也将在塑料模具中得到更广泛应用。模具技

8、术含量的不断提高，使中高档模具比例不断增大，产品机构的调整将引发模具市场的不断变化。2、国外发展状况高新技术在欧美模具企业中广泛应用广泛。欧美许多模具企业的生产技术水平，即使是在国际上都是一流的。高新技术于模具设计与制造的应用，已经成为快速制造优质模具快速制造有力的保证。(1) CAD/CAE/CAM的广泛应用，展现了用信息技术带动提升模具工业的优越性。 (2) 为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。(3) 快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。目前，国外注射成型技术的发展非常迅速。精密注射成型，注射成型中计算机技术的广泛应用，还有全电动注射机、两板式注射机、无拉杆注射

9、机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型等技术的研发和应用，都对国外的模具生产和制造水平有着极大的提高。3、中国与国外先进技术的差距中国模具生产总量虽然已居世界第三，但设计制造水平总体上要比德、美、日等工业发达国家落后许多。也比英国、加拿大、西班牙等国落后。国内自配率不足80。中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。模具是制造业的重要工艺基础。在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽很早就开始制造和使用模具，但未形成产业。企业组织、产品、技术和进出口的结构都不合理。国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。国内则是“小而全”、“大而全”。模具产品和生产工艺水平总体上比国际的先进水平

10、低许多。模具生产周期却比国际上长许多。模具标准化水平和标准件使用覆盖率低。模具企业的管理相较于技术更落后于国际。（三）塑料模具发展走势(1)CAD/CAM技术在磨具设计与制造中的引用。经多年的推广应用，磨具设计“软件化”和制造的“数控比”已在我国磨具企业中成为现实。CAD技术是磨具行业的一次革命。(2)大力发展快速原型制造。快速原型制造是当代最具代表性的制造技术之一。采用这种技术不需要任何工装，可以更快的制造出任意复杂的产品样件，能够大大缩减开发风险以及加工费用，缩短周期。(3)发展优质磨具材料以及采用先进的热处理技术。磨具热处理发展方向是采用真空热处理的技术。国内许多大型企业正在使用并进一步

11、推广。 (4)磨具的复杂化和精密化以及大型化。提高磨具企业的专业水平，加速标准化的实施以及推广工作，是提高我国磨具企业大型、精密、复杂模具自主开发能力的主要途径之一。(5)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样的检测设备是实现逆向工程的必要前提。(6)模具工业信息化。本次毕业设计中主要应用了CAD软件和UG软件。其中UG主要用于模具成型零件的3D设计，并向2D设计人员提供制品的其它有关参数。如投影面积，体积等，以优化模具设计，使模具结构更加合理。我这次的毕业设计的主要内容是模具结构，在论文中，对于由

12、CAD软件和UG软件完成的内容将直接说明，不作具体说明。二、 塑件材料分析与方案论证（一）塑件的工艺分析1、塑件的材料此塑件的材料为聚碳酸酯(PC)。2、聚碳酸酯的基本特性聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性塑料，密度为1.20，本色微黄，而加点蓝色后得到无色透明塑件，透光率接近90。优点是：韧而刚，抗冲击性能在热塑性材料中名列前茅。成型零件可达到很好的尺寸精度，在很宽的温度范围内能保持尺寸的稳定性。收缩率恒为0.50.8%。脆化温度在100以下，长期工作温度达120。吸水率较低，在较宽的温度范围内电性能保持较好。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪烃，但不耐碱

13、、胺、酮、脂、芳香烃。缺点是：塑件易开裂，耐疲劳强度较差。改良方法：用玻璃纤维增强聚碳酸酯，可以克服上述缺点，让他具有更好的力学性能、尺寸稳定性，更小的成型收缩率，还能提高耐热性和耐药性，降低了成本。3、聚碳酸酯的成型特点聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理。不然会出现银丝、气泡及强度下降现象。其熔融温度，熔体粘度大，流动性差，因此成型时要求较高的温度和压力，并且熔体粘度对温度比较敏感，要提高温度来增加熔融塑料的流动性。4、聚碳酸酯的主要用途在机械上主要用作各种齿轮、涡轮、蜗杆、凸轮、轴承、滑轮、螺母、垫圈、灯罩、润滑油输油管、各种外壳、容器、冷冻和冷却装置零件

14、等。在电气方面，用作电机零件、信号用继电器、风扇部件、仪表壳、等。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。5、聚碳酸酯的注射成型工艺参数密度（g/ cm3）：1.20；吸水率(%)(24h)：0.15 23 50%；收缩率（%）：0.50.7；热变性温度/：1.85Mpa，134；拉伸强度(MPa)：72；弯曲强度(MPa)：113；弹性模量(MPa)：；冲击强度：无缺口，不断；适用注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可。（二）塑件的成型工艺塑料种类很多，其成型方法也很多，有注射、压缩、压注、挤出、气动与液压、泡沫塑料的成型等。其中前四种方法最为常用。本塑件采用注射成型。注射成型是热塑性

15、塑料制件的一种主要成型方法，除了个别热塑性塑料，几乎所有热塑性塑料都可用此方法成型。近年来，注射成型已成功用于某些热固性塑件的成型。注射成型可成型各种形状的塑料制件。它的特点是成型周期短，能一次成型外观复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件。并且生产率高，易于实现自动化生产，广泛用于塑料制件的生产中。但其设备及模具的制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料制件生产。注射成型所用的设备是注塑机。注塑机种类很多，但普遍采用柱塞式注塑机和螺杆式注塑机。1、注射成型的原理如图2.1所示。图2.1 注射成型工作循环2、注射成型的工艺过程注射成型工业过程包括：成型前的准备、注射成型过程和塑件的后处理三个阶段。

16、(1)成型前的准备为确保注射过程顺利进行和保证质量，应该对所用设备和塑料进行准备工作：成型前对原料的预处理 根据各种塑料的特性及供料状况，一般在成型前对原料进行外观（指色泽、粒度大小及均匀性等）和工艺性能（熔融指数、流动性、收缩率等）检验。如果来料为粉料，有时还需进行捏合、塑炼、造料等操作。对所用料粒有时还需进行干燥。料筒的清洗 在注射成型前，如果料筒内残余塑料与将要使用的塑料不一致以及需要调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对料筒进行清洗或更换。柱塞式注射机料筒内的存料量较多并且料筒中有分流梭，所以清洗较困难，必须拆卸清洗或者采用专用料筒。螺杆式注射机通常是直接换料清洗。为节省时间和原料

17、，换料清洗应根据塑料的热稳定性、成型温度范围和各种塑料相容性的因素采用正确清洗步骤。当新料成型温度高于料筒内存料的成型温度时，先将料筒温度升至新料的最低成型温度，然后加入新料，并连续“对空注射”，直至存料清洗完毕。当新料成型温度低于存料成型温度，则先将料筒温度升到存料最好的流动温度后切断电源，用新料在降温下进行清洗。当新料与存料成型温度相近时，则不必变更温度，直接清洗即可。脱模剂的使用 脱模剂是使塑件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌液体、石蜡和硅油等。除硬脂酸锌不能用于聚酰胺之外，上述三种脱模剂对于一般塑料都可以使用。其中硅油脱模效果最好，只要对模具施用一次，

18、即可长效脱模，但价格昂贵。硬脂酸锌多用于高温模具，而液体石蜡多用于中低温模具。使用脱模剂时，要求涂层适量和均匀，不然会影响塑件外观及性能。(2)注射成型过程注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、加压注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。加料 把颗粒或者粉状的塑料加入料斗，然后通过柱塞或螺杆将料推入料筒里。通常其加料量由注射机装置来控制。塑化 塑化是指塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态，并具有良好塑性的全过程。要求是：在规定时间内提供足够的熔融塑料，塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使各处的温度尽量一致，还要使热分解物的含量达最小值。这些要求与塑料的特性、

19、工艺条件的控制和注射机塑化装置结构等关系密切。加压注射 注射机用柱塞或螺杆推动塑料熔体，从料筒中经过喷嘴、浇注系统直至注入型腔。保压 保压是自注射结束到柱塞或螺杆开始后移的这段过程，即压实工序。保压的目的：一方面是防止注射压力解除后，如果浇口尚未冻结，导致熔体倒流；另一方面是当型腔内熔体冷却收缩时，保持施压状态的柱塞或螺杆可迫使浇口附近的熔料不断补充进模具中，使之能成型出形状完整而致密的塑件。冷却定型 冷却定型过程从塑料注入型腔起就开始，它包括从注射完成、保压到脱模前这一段时间。冷却介质有冷却水或空气等。脱模 塑件冷却到一定温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。(3)塑料的后处理塑件

20、经注射成型后，除浇口凝料，修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。退火处理 退火处理是让塑件在定温的加热介质（如热水、甘油和液体石蜡）或热空气中静置一段时间，然后缓慢冷却的过程。其目的：减少由于塑件在料筒中塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致，从而形成的内应力。退火温度一般在塑件使用温度以上1020，或塑料热变形温度以下1020。退火处理的时间与塑料的品种以及塑件的壁厚有关。调湿处理 将刚脱模的塑件放在热水中进行处理，以隔绝空气，防止塑件氧化而变色，同时，加快达到吸湿平衡的一种处理方法。通过处理，使塑件颜色性能和尺寸达到稳定。

21、所用的介质大多是水和醋酸钾溶液，通常聚酰胺类塑件需调湿处理。3、注射成型工艺参数注射成型最主要的工艺参数是塑化流动和冷却的温度、压力，以及相应的各个作用时间。(1)温度 注射成型过程需控制的温度有料筒、喷嘴和模具的温度等。前两种主要影响塑料的塑化和流动；后一种主要影响塑料的充模和冷却定型。(2)压力 注塑成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力。它们关系到塑化和成型的质量。(3)时间(成型周期) 完成一次注射成型所需要的时间，即为成型周期。它是决定生产率和塑件质量的一项重要因素。（三）注塑模的机构组成注射模包括动模和定模，动模安装在注射机的移动模板上，定模则安装在固定模板上。注射时动模与定模闭合

22、，构成型腔和浇注系统，开模时动模与定模分离，便于取出塑料制品。根据模具中各个部件所起的作用，可将模具分为以下几个基本组成部分：成型零部件 主要有凸模、凹模、嵌件以及镶块组成。合模导向机构 冻膜与定模部分使用导柱和导套，推出机构则一般采用推板导柱和推板导套。浇注系统 由主浇道、分流道、浇口及冷料井等组成。推出机构 指的是模具分型以后，将塑件从磨具中推出的装置，一般由推杆、复位杆、推板、推杆固定板、拉料秆、推板的导柱和导套主城。温度调节系统 模具的冷却一般依靠模具内冷却水道中的冷却水，模具的加热则依靠模具内部或周围电加热元件。排气结构 排气结构是为了在塑料熔体充模过程中排除模腔中的空气和塑料本身挥

23、发出的各种气体，以免造成缺陷。排气结构有排气槽或模腔附近的一些配合间隙。支承零部件 这类零部件用来安装固定或支承成型零部件等上述六种功能结构，将支承零部件组装在一起，可以构成模具的基本骨架。（四）方案论证此次设计的塑料模具的塑件图如图2.2所示。 图2.2 风扇旋钮开关方案一：一模一腔，采用强制脱模，采用直接浇口，这种浇口流动阻力小，进料快。虽然模具结构比较简单，但塑件容易产生变形或破坏。同时采用直接浇口，影响外观质量。方案二：一模四腔，采用斜顶抽芯，浇口采用潜伏式浇口，这种浇口尺寸小，冷凝快，成型周期快。模具结构相对与方案一复杂一些，但结构更加合理。潜伏式浇口给设计增加困难，但成型的产品质量

24、明显优于方案一。经过比较，决定采用第二种方案，其模具结构草图如图2.3所示。图2.3 风扇旋钮开关的模具结构草图三、 注射成型机的选择（一）估算塑件体积(1)用UG软件计算单件塑件体积为：10.695(2)估算浇注系统的体积：9.545 (3)估算总体积: =（二）估算塑件质量此塑件材料为聚碳酸酯（PC），经查表，其密度。则，其质量为： （三）注塑机的注射容量确定单个塑件的体积和模腔数量就可大概计算出多模塑件的总体积，再加上浇注系统中主流到、分流到、浇口、冷料井的体积，即是一模的塑料的总体积， ，在选择注射机的注射容量 时可用下式计算。 式中 注射机最大注射容量，； 成型塑件与浇注系统体积总和

25、，； 0.8 最大注射容量的利用系数。计算得， （四）锁模力型腔总投影面积为：A=32564=13024mm2；计算其锁模力F为：F=1.2PA=703.296KN，式中：型腔单位面积的注射压力(MPa)，查模具设计得=45MP。（五）选择注塑机及注塑机的主要参数1、注射机的选择综合分析，联系实际情况，初选XS-ZY-100型注射机。2、XS-ZY-100型注塑机的主要参数 理论注射量： 100 螺杆直径： 42 注射压力： 119MPa 最大注射面积： 320 锁模力： 1000KN 模板最大行程： 300模具最大厚度： 500 模具最小厚度： 200 拉杆空间（长宽）： 590560mm

26、定位孔直径： 100mm 喷嘴球半径： 12mm 喷嘴孔径： 4mm注射方式： 螺杆式 螺杆转速： 16，28，48r/min（六）注塑机的校核(1)最大注射量校核 最大注射量是注射机一次注射塑料的最大容量，设计时应保证成形塑件所需的注射量小于所选注射机的最大注射量。XS-ZY-100型注射机的理论注射量为100，因此满足要求。(2)锁模力校核当高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机抽向的推力，此推力的大小等于塑件加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和（即注射面积）乘以型腔压力。因此，欲使模具从分型面涨开的力必须小于注射机规定的锁模力。即KN即该注塑机的锁模力符合要求。(3)模具厚度校核

27、模具厚度必须满足下式： （式3-3）式中 模具闭合厚度，mm； 注塑机所允许的最小模具厚度，500mm； 注塑机所允许的最大模具厚度，300mm；根据结构草图可知，初选的模具厚度为381mm。 则，满足要求。(4)开模行程校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于单形面的注塑模具，其开模行程按下式效核+（510）(mm) 式中 S注塑机的最大行程，mm； 推板推出距离，此模具中为60mm； 包括流道在内的塑件高度，此模具中为105mm；所以上式满足300175，即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该XS-ZY-100型注塑机符合要求。四、 浇注系统设计（

28、一）浇注系统的功能1、浇注系统的组成浇注系统一般由四部分组成。(1)主流道 (2)分流道 (3)浇口 (4)冷料井 2、浇注系统设计原则(1)了解塑料的成型性能；(2)有利于型腔中气体的排出；(3)尽量避免减少熔接痕的产生；(4)尽量采用较短流程使型腔充满；(5)防止型芯变形以及嵌件移位；(6)流动距离比和流动面积比的校核；3、浇注系统的布置 (1)平衡式布置 其可使塑料熔体均衡地充满各个型腔。一起出模的各个塑件的质量和尺寸精度基本一致。但分流道较长，对熔体阻力大，浇注系统凝料多。如图4.1所示，圆周排列，适宜均衡充模，但流道较长。而H形排列，适宜于矩形塑件。4.1 浇注系统平衡式布置(a)、

29、(b)圆形排列；(c)(d)H形排列。(2)非平衡式布置 见图4.2，由于从主流道末端到各个型腔的分流道长度各不相等。为了均衡充模，需将浇口尺寸按距主流道远近，进行修正。此布置，流程虽短但制件质量一致性很难保证。图4.2 浇注系统非平衡式布置浇注系统无论是平衡或非平衡布置，型腔均应与模板中心对称。使型腔和流道的投影中心与注射机锁模力中心重合，避免注射时产生附加的倾侧力矩。（二）流道系统的设计1、主流道的设计它的位置通常是模具中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形。它的形状与尺寸对熔体的流动速度以及充模时间会有较大的影响。主流道设在浇口套中。入口直径d，应大于喷嘴直径1mm。锥孔粗糙度。主流道的

30、锥角a=26。如图4.3所示。图4.3 主流道的设计图中，d=喷嘴孔径+1mm；R=喷嘴球面半径+23mm；a=24； r=D/8；H=（1/32/5）R主流道直径的经验公式为 式中 主流道大头直径，mm； 流经主流道的熔体体积（包括各个型腔、各级分流道、主流道以及冷料穴的容积），mm； 因熔体材料而异的常数，查模具设计手册得PC的K=1.5。则取D=7mm。喷嘴孔径为4mm，喷嘴球面半径为12mm则，d=3.5mm，R=11mm。2、冷料井设计冷料井的位置在正对主浇道的动模上。开模时冷料井能将主流道的冷凝料拉出，冷料井直径比应比主流道大端直径稍微大一点。冷料井的形式有带Z形拉料勾的冷料井；带

31、球头形拉料的冷料井等。本方案采用带Z形拉料勾的冷料井。3、分流道设计主流道与浇口之间的通道是分流道。直浇道模具可省去分浇道，但在多型腔模具中分浇道是必不可少的。(1)分流道的设计要点熔体流动阻力要小。分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度，利于熔体的流动及充模。各型腔要保持均衡进料。表面粗糙度以Ra0.8为佳。分流道较长的时候，在分流道的末端应开设冷料井。分流道位置可单独开咋定模板或动模板上，也可同时开在动、定模上。通常分流道多开设在模具的一侧，利于开模时将流道凝料脱出。合模后形成分流道截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性及塑件脱出方法。(2)分流道截面形状 常用的有圆形、矩形、梯形

32、、U形和半圆形等。表4.4所示为不同截面的分流道的效率。表4.4分流道截面形状与效率各类截面中，圆形截面比表面积最小，但要开在分型面的两侧，制造时要注意吻合。梯形和U形截面加工比较简单，而且热量以及压力的损失不大，是常用的方式。半圆形截面需要用到球头铣刀加工，它的表面积比梯形和U形要大一点，设计时也会使用。矩形截面因为它的比表面积比较大，并且它的流动阻力大，所以在设计是一般不采用。经过综合考虑，本模具采用圆形截面分流道。(3)分流道的截面尺寸 应由塑件的体积、形状、壁厚、所用塑料的工艺性能、注射速率以及浇道的长度等因素确定。壁厚小于3mm，质量200g一下的塑件，可用一下经验公式确定分流道的直

33、径。 式中 D分流道的直径，mm； W流经分流道的塑料量，g； L分流道长度，mm。 经计算得，本模具分流道直径D6mm。(4)分流道的布置 分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。本模具采用平衡式布置。4、浇口设计 浇口是连接分流道和型腔的一段细短浇道，它的设计和位置好不好，对塑件的质量完整度有着直接的关系。(1)浇口的尺寸及类型 浇口分为限制性和非限制性两大类。潜伏式浇口是我的选择，是典型的限制型浇口。具有如下优点：可大大提高塑料熔体剪切速率，表现粘度江都明显，致使充模容易。熔体经过点浇口时因高速摩擦生热，熔体温度升高，黏度再次下降，致使流动性再次提高。能正确控制补料时间，无倒流之虑；有效

34、降低塑件交口的残余应力。能缩短成型周期，提高生产效率。有利浇口与制品的自动分离，便于自动化生产。浇口痕迹小，容易修整。在多型腔模中，容易实现各型腔均衡进料。能较自由地选择浇口位置。潜伏式浇口的缺点有：加工困难；不适合高粘度和对剪切速率不敏感的熔体；不适合厚壁塑料成型；要求采用较高的注射压力。如图4.5所示：图4.5 潜伏式浇口(2)浇口的位置 选择浇口位置遵循的原则： 浇口设在壁厚的地方； 尽量缩短流动的距离； 避免熔体破裂而引起的塑件缺陷； 要有利于型腔中气体的排放； 减少熔接痕，提高熔接强度； 考虑分子定向的影响。五、 成型零件的设计（一）分型面的设级选择时的原则：分型面应选择在塑件外形的

35、最大轮廓处。分型面的选择应考虑有利于塑件的脱模。分型面的选择要保证塑件的进度要求。分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。分型面的选择要有利于排气。分型面的选择要方便模具得到制造和加工。鉴于以上要求，本模具的分型面设在风扇旋钮开关的底部，此处为塑件截面尺寸最大的部位，是该塑件分型面的一个好的选择。（二）成型零件结构设计1、凹模的结构设计 (1)整体式凹模 它是由整块材料加工制成。整体式凹模的强度高，成型的塑表面光滑无痕迹，但模具加工困难，热处理变形大，材料浪费严重，适用于中小型简单模具。(2)整体嵌入式凹模 经常应用于多型腔模具，凹模常加工成带台阶的镶块，从凹模固定板下部嵌入，或者凹模与凸模固定

36、板采用过盈配合，用螺钉连接在固定板上，凹模如果是回转体，还需要销钉或平键定位止转。整体嵌入式凹模加工和安装容易，热处理变形小，便于凹模损坏时的更换和维修，成型后的塑件如有毛刺扥缺陷时，有利于脱模和后处理。(3)镶嵌式凹模 有的模具采用局部镶嵌式凹模，对于大型模具或形状复杂的模具，为了便于机械加工或热处理，而采用大面积镶嵌式凹模。局部镶嵌的凹模一般都是凹模的易损部分或难于加工成型的部分，凹模镶嵌的配合表面要磨平、抛光，以减少塑件成型时的表面毛刺，保证塑件表面质量。(4)四壁拼合式凹模 弱国矩形凹模巨大且复杂，可将底部和四壁分别加工，经研磨后嵌入模套，侧壁之间采用扣锁连接，以保证连接的准确性。(5

37、)拼块式凹模 对于有侧凹的圆形塑件要采用侧向分型机构，以便塑件顺利从凹模取出，凹模可有两块或多块拼合而成。考虑到本塑件结构较简单，外观质量要求高，故采用整体嵌入式型腔设计。型腔的形状为矩形，型腔镶件利用挂台定位于型芯上，采用4颗M1055L内六角螺钉紧固在定模板上其中结构如图5.1所示。图 5.2 型腔2、型芯的结构设计型芯是成型塑件内表面的模具零件，根据成型情况不同，型芯可分为一下结构形式：(1)整体型芯 整体型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，这种型芯结构牢固，成型的塑件质量好，但模具的加工难度大，适用于内形简单、深度不大的型芯设计。(2)镶嵌式型芯 在多型腔模具中常常将型芯加工成带

38、台阶的型芯，镶嵌到型芯固定板上，如型芯为回转体且有不对称凹槽或凸起，需要加销钉定位止转。当型芯细小时，可采用过盈配合，铆接或树脂粘结的方法将型芯与固定板连接起来。(3)组合式型芯 对于形状较为复杂的型芯通常用两个或多个型芯共同组合而成，这种方法可以讲复杂型芯简单化，使加工难度降低，也有利于型芯的抛光。它需求各型芯配合面要平整，与型芯固定板的配合要紧密，不要是用销钉或螺钉固定连接。考虑到本塑件结构较简单，外观质量要求高，故采用组合嵌入式型芯设计。型芯的形状为矩形，采用4颗M1065L内六角螺钉紧固在动模板上，其中结构如图5-2所示。图5.2 型芯（三）工作尺寸计算1、影响塑件尺寸和精度的因素(1

39、)成型收缩率 塑料成型后的收缩率与塑料的材料、塑件的结构、模具的结构以及成型的工艺条件等因素有关，因此，在实际工作中，成型收缩率的波动很大，从而引起塑料尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为： 式中 塑料收缩波动而引起的塑件尺寸误差，mm； 塑料的最大收缩率，%； 塑料的最小收缩率，%； 塑件尺寸，mm。一般情况，由成型收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。 (2)模具成型零件的制造误差 模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造误差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件的加工困难，制造成本和加工周期也会加大加长。 (3)模具成型零件的磨

40、损 模具时，由于冲刷、摩擦、产生的腐蚀性气体的锈蚀以及由于上述原因造成的模具成型零件的变化。这种由于磨损造成的模具成型零件尺寸的变化值与塑件的产量、塑料原料及模具都有关系，当塑件产量较大时，模具表面耐磨性要好（如采用高硬度材料，模具表面镀硬金属层，表面渗氮处理等）。模具的成型零件最大磨损应取塑件公差的1/6一下。2、成型零件工作尺寸的计算型腔、型芯组成的模腔工作尺寸计算方法有平均收缩法和公差带法两种。本文按照平均收缩法进行计算。3、模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料模在注塑成型是，要求型腔要有一定的强度和刚度，如果模具型腔的强度和刚度不足，则会造成模具的变形和断裂。型腔常常在弯曲变形之前，其内应

41、力已超过许用应力，应按强度计算。(1)型腔侧壁厚度的计算 整体式圆形型腔的壁厚适宜组合式圆形型腔壁厚计算的基础进行计算的。由于它在侧壁变形时收到腔底的约束，在一定高度范围内，半径的变形量较小，越接近腔底愈小。在侧壁和腔底的交界处，其变形量趋于零。而端部受其约束较小，其受力情况与组合式圆形性强相似，所以在通常情况下，整体式圆形性强按强度条件计算壁厚，计算公式如下。 式中 型腔的侧壁厚度，mm； 型腔内单位平均压力，mm； 型腔高度，mm； 型腔材料的弹性模量，MPa； 型腔许用变形量，mm。型腔材料取淬硬到HRC5358的钢材，其塑件材料为PC的型腔许用变形量0.060.08此处取则： (2)型

42、腔腔底厚度的计算 按刚度条件计算 计算公式如下： 式中 型腔腔底厚度，mm； 型腔内半径，mm。则 按强度条件计算 计算公式如下： （式5-7） 式中 型腔材料的需用压力，MPa。 型腔材料去淬硬到HRC5358的钢材，取=137.2156.8MPa。则有计算结果可以看出，此次所设计的模具满足强度刚度要求。六、 导向机构的设计（一）导向机构的作用导向机构的功能有：(1)有着定位的作用 (2)有着导向的作用 (3)有着承受一定侧压力的作用 (4)支撑定模型腔板或动模推件板 （二）导柱导向机构导柱导向机构，包括导柱和导套两个主要零件，分别安装在动、定模两边。1、导柱的设计导柱的基本结构形式有两种。一种是除安装部分的凸肩外，