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1、1 前言1.1 现代模具行业的情况简介现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，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，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 模具工业是无以伦比的效益放大器。用模具加工产品
2、大大提高了生产效率，而且还具有节约原材料、降低能耗和成本、保持产品高一致性等特点。因此模具被称为效益放大器，在国外，模具被称为金钥匙、进入富裕社会的原动力等等。从另一个角度上看，模具是人性化、时代化、个性化、创造性的产品。更重要的是模具发展了，使用模具的产业其产品的国际竞争力也提高了。据国外统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元。全套图纸，加153893706 模具不是批量生产的产品。它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。就模具行业来说，引进国外先进技术，不能采用通常的引进产品许可证和技术转让等方式，而主要是引进已经商品化了的CAD/C
3、AM/CAE软件和精密加工设备等。模具的CAD/CAE/CAM涉及面广、集多种学科与工程技术于一体，是综合型、技术密集型产品。如塑料模具的CAE技术要利用高分子材料学、流变学、传热学、计算力学、计算机图形学等知识，涉及的领域还包括声波及电磁场、温度场等各类物理场，通过工程分析、来建立塑料成型的数学和物理模型，构造有效的数值计算方法，实现成型过程的动态仿真分析。现代化的模具要实现数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程。这些模具的数字化代表了现代模具的一个方面，没有模具的数字化，就没有现代模具。模具的CAD/CAE/CAM技术日新月异，重要的工作是后续对人员的培训和对于引进的软件进行二
4、次开发。像我们熟知的CIMATRON公司不但在塑料模具的CAD/CAM软件上在中国保持其市场占有率并且在扩大，而且在冲压模具、多成份橡胶制鞋模具等领域开拓，也将大显身手；开发FUTABA、LKM、MISUMI标准模架数据库的工作也已提上日程。这是为模具行业服务的具体体现。1.2 我国模具工业的基本情况简介我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和
5、45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。 在万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业，多数只有几十名职工，百十万产值，自有资金有限，靠自我发展很困难。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：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一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 2004年模具行业还显现另外两个特点，一是各地政府对模具工业的
6、发展进一步关注。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大；新的模具工业园区正在加紧建设，如重庆、大连、深圳市等已建立模具园区；另外沈阳、西安、成都、上海、宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展，有些高科园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有40多家模具企业。 二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入模具工业的工作，特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区
7、，60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有40多家模具企业。由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公司投资2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。1.3 现阶段我国模具行业今后的的发展方向模具方面，中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没
8、有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达40%左右。而模具技术水平的高低，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。其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓。将在未来写下新的篇章。第三.要积极推进模具企业特别是国有企业的体制创新，转换经营机制，大力发展混合所
9、有制经济，明晰产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。第四.用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。再有，模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备，如五轴加工机
10、床、高速铣等。超精加工手段也大量用于模具加工，当前，模具加工技术的重点方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化或无人化加工和贯彻只装不配少修的原则等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用也已普遍。在塑料模工业发展上，我国今后将扶植以下的发展方向：1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低
11、到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅
12、助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制
13、造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、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、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2 塑件分析及注射机的选定 塑件图如下： 图1 塑件图2.1 根据塑件工艺确定设计思路2.1.1 产品特点该产品有以下特点：（1）所处工作环境好，室温
14、，不处于酸、碱、盐等恶劣条件中，但需要较好的抗冲击强度；（2）属于日常用品，产量较大，要求所用材料 的价格较为低廉，且对人无毒害；（3）该电源盒盖外表光滑且美观。2.1.2 材料选择根据以上制品的特点及经济方面的考虑，选用使用比较广泛的ABS塑料作为该制品的材料。材 料: ABS塑料 化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene比 重：1.02克/立方厘米 成型收缩率：0.4-0.7%成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时熔 点：130-160 热变形温度：90-108 (0.46MPa) 83-103 (0.1
15、85MPa)抗拉屈服强度：50Mpa拉伸弹性模量：1.8103Mpa 抗弯强度：80Mpa冲击强度：261KJm-2 （无缺口） 11KJm-2 （缺口）硬 度：9.7HB体积电阻系数：击穿强度：15.7-19.7特 点：1.综合性能好，冲击强度高，化学稳定性和电性能良好；2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；3.流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。成型特性：1.定形料，流动性中等，吸湿大，必须干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时；2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270度）对精度较高的塑件，模温宜取50-60度，对高光泽.
16、耐热塑件，模温宜取60-80度，用柱塞式注射机成型时， 料温180230注射机压力（10001400）105P ；3.要解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变水位等方法；4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.1.3 塑件体积V=3838936368224+0.51517=2610.07 （1）材料ABS 1=0.100% 2=0.200%=0.15% 比 重： 1.031.07拉伸强度： 27.620.2刚 度： 1.383.45扩 展 率： 0.27 m3/s导热系数
17、： 0.293 w/ mk比 热 容： C=1.047 J/ kg.k密 度： =1050 kg/ m2 塑件质量： m=v=10501032610.071/10-9=2.791 g （2）2.1.4 模具用钢选用45# 热处理正火 规格25b600 s320HRCHB (149127) E=204000热导入率 1949.8 w/m.k2.1.5 塑料冷却时间 水冷：40 =9.282.1.6 型腔确定塑料为热塑性，为了使模具简单，采用推板+顶针+推出，为提高效率采用一模四腔非平衡式布排2.1.7 注射机确定假设工厂具有此设备，根据所需注射量采用 XSZS22型柱塞式注射机参数如下：额定注射
18、量： 200 cm3柱塞直径： 202 mm注射压力： 117 Mpa注射行程： 130 mm注射时间： 15 s合模力： 250 KN锁模力： 250 KN最大成型面积： 90 cm2最大开模行程： 160 mm模具最大厚度： 150 mm模具最小厚度： 60 mm动定模固定板尺寸： 250250 mm拉料空间： 235合模方式： 液压2.1.8 模具厚度确定HminHHmax （3）绘制图校核 H=120 符合2.1.9 开模距确定SmaxS=H1+H2+510=35+9=50 mm （4）模具最小厚度： 60 mm动定模固定板尺寸： 250250 mm拉料空间： 235合模方式： 液压
19、3 模具设计3.1浇注系统的设计浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。根据塑件的形状采用推板推出。由于采用侧浇口，分流道采用梯形截面，分流道开设在定模板上，在定模固定板上采用浇口套,推板和动模板上分别设置冷料穴和拉料杆。3.1.1 主流道设计主流道是连接注射机喷嘴和分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，熔料在主流道中并不改变方向，其形状、大小直接影响塑料的流动速度和填充时间。设计要点：（1）为便于凝料从主流道
20、中拉出，主流道设计成锥角，其圆锥角=24，对流动性差的塑料可取36，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁糙度为Ra=0.63 ，尽量不采用分段组合形式。（2）主流道大端呈圆角，半径 =13 ,以减小料流转向过渡时的阻力。（3）在保证塑件成型良好和模具结构允许的前提下，主流道应尽可能短，一般小于60 ，否则将会使主流道凝料增多，塑料耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。（4）为了使熔料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道和注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球凹坑。图2 主流道图W=（117.9384/32.20.41060.2）1/3=4.814 mm （5）型腔冷却计
21、算：A=Gi/3600（1000v）0.8/d0.2（TWTG）（m2） （6）水管直径为10 长： 180 mm查表值： 10.05热焰： 300000 J/kg模具温度： 60冷却水温取天然火： 20流速为： 510-5 m/s冷却水总热面积： A=0.75所需水管长度：L=Gi/3600（1000vd）0.8（TWTQ）m （7）3.1.2 浇口的设计浇口是指流道末端与型腔之间的一段细短通道，亦称内浇口，它是浇注系统中截面尺寸最小且最短的部分，除主流道型浇口以外，它的作用是使塑料熔体加快流速注入型腔内，顺序填满型腔，并且由于塑料熔体大多为非牛顿液体，通过较小浇口时进一步受到剪切作用，表观
22、粘度的下降，伴随着能量的转换，动能变成了热量，浇口处温度升高，这又进一步促使表观粘度的下降，同时在注射周期中进行补料和防止倒流，成型后也便于塑件与整个浇注系统的分离。因此，浇口的形状、尺寸、分布对塑件的质量影响很大。浇口的尺寸经常需要通过试模，按成型情况酌情修正。浇口的形式和特点浇口的形式很多，常见的形式有：点浇口点浇口又称针点式浇口、橄榄形浇口或菱形浇口，是一种尺寸很小的浇口形式。点浇口因为直径很小（一般为0.5-1.5MM）剪切速率，这对降低塑料熔体的表观粘度是有利的，同时，还有摩擦生热提高料温的优点，浇口容易在开模时实现自动切断，故被广泛采用。潜伏式浇口它有称剪切浇口或隧道式浇口，是由点
23、浇口演变而来的，它除了具备点浇口的特点外，其进料口部分一般选在塑件侧面较隐蔽处，因而塑件外表不受损伤。同时这种浇口可用二板模，不像点浇口要用三板模，从而简化了模具的结构。这种浇口及点浇道成一定角度与型腔连接，形成能切断浇口的刀口。由于顶出时必须有较强的冲击力，因此这种浇口不宜用于强韧的塑料，对于脆性材料由于开模时塑料会断而不采用这种形式的浇口。直接浇口直接浇口又称主流道型或端浇口，塑料通过主流道直接进入型腔，它仅适用于单型腔注射模。这种浇口因塑料通过主流道直接进入型腔，故塑料料流程短，流动阻力小，进料快，动能损失小，传递压力好，保压补缩作用强，有利于排气及消除熔接痕，流道料小，而且模局结构简单
24、而紧凑，制造方便。但去除浇口比较困难，塑件上有明显的浇口痕迹，因浇口附近热量比较集中，故在该处冷凝较迟，产生的内应力较大，且易在该处产生气泡、缩孔等缺陷。直接浇口适用于成型深腔的壳形塑件不宜成型平薄塑件和容易变形的塑件，成型薄壁塑件时，浇口根部直径最多等于塑件壁厚的2倍。它适合于各种热塑性塑料的注射成型尤其对热敏性塑料及流动性差的塑料有利，而对结晶型塑料或易产生内应力和变形的塑件不利。中心浇口中心浇口是直接浇口的变异形式，塑料是直接从型腔中心环形或数股进料，因此具有与直接浇口相同的优点，去除浇口较直接浇口方便，有时中心的型芯还可起到分流锥的作用。中心浇口适用于深腔的壳形、箱形或筒形且中心有通孔
25、的塑件，它的变形形式有很多，在这就不一一介绍。侧浇口侧浇口又称边缘浇口，一般开在分型面上，从塑件侧面进料。它能方便地调整充模的剪切速率和浇口封闭时间，因而国外称之为标准浇口，它是一种广泛使用的浇口形式，侧浇口是典型的矩形浇口。侧浇口可根据塑件的形状特点灵活地选择浇口的位置，以改善填充条件。它不像其它浇注系统那样受到一定的限制，如框形或环形塑件，可以从外侧进料，而当其内孔有足够位置时也可从内侧进料，这样可使模具结构紧凑，流程缩短，对于薄壁长塑件，采用头进料则成型比较困难，而且模具尺寸加大，若改用侧向进料就比较合理。侧浇口适用于一模多腔，能大大提高生产效率，减少浇注系统的消耗量，而且去除浇口方便，
26、但侧浇口容易形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，注射压力损失大，对壳形件排气不便，保压补缩作用比直接浇口小。另外，侧浇口还有良种变异形式，即扇形浇口及平缝式浇口，它们只是在浇口的进料方向、宽度上有所变化。护耳式浇口护耳式浇口又称为分界式浇口或调整片式浇口。点浇口类浇口虽然有很多优点，但易产生喷射而造成塑件许多缺陷，或因浇口附近有较大的内应力而引起翘曲，在浇口附近形成脆弱点，采用护耳式克服上述缺点。浇口位置开设正确与否，对塑件质量影响很大，因此合理选择浇口位置是提高塑件质量的重要环节，在确定浇口位置时，应针对塑件的几何形状特征及技术要求，来分析塑料的流动状态、填充及排气条件等因素。一般来说，选择浇口位
27、置时应遵循下述原则，当然这些原则在应用时会产生某些不同程度的矛盾，因此应以保证得到优秀的塑件为主，排除次要矛盾，根据具体情况而定，同时，还需要兼顾前面已叙述的浇注系统设计的原则。浇口的尺寸及位置选择应尽量避免产生喷射和蠕动（蛇形动）浇口的断面尺寸如果较小，同时正对着一个宽度及厚度都较大的型腔，则高速的料流流过浇口时，由于受到很高的剪切应力作用，将会产生喷射和蠕动等熔体断裂现象。有时喷射现象还会使塑件形成波纹状流痕；或在高剪切的速率下，喷出的料流细丝使塑件高度定向或断裂状物料先后不能很好地熔合而使塑件出现明显的熔接痕。而高度定向则会造成塑件由于收缩不一致产生塑件的严重翘曲变形及塑件的力学各向异性
28、，此外，喷射还会使型腔中的气体难以排出，形成气泡和焦点。为了克服上述缺陷，可以加大浇口的截面尺寸，或采用冲击型浇口，即浇口开设方位正对着型腔壁或粗大的型芯。由于高速熔体直接冲击在型腔或型芯上，从而改变流向，降低流速，使料流均匀地填充型腔，使熔体断裂现象消失。浇口应开设在塑件断面最厚处当塑件壁厚上相差较大时，在避免喷射的前提下，为保证最终压力有效地传递到塑件较厚的部位以减少缩孔，一般塑件上的浇口位置应设在塑件的最厚处，这样又利于塑料填充及补料，如果塑件上没有加强筋，则可利用加强筋，以改善流动条件。浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少在保证塑料填充练好的前提下，应使塑料的流程最短，料流变向
29、最少，以减少流动能量的损失。浇口位置的选择应减少或避免塑件到熔接痕，增加熔接牢度在塑件流程不太长的时候，如无特殊需要，最好不要开设一个以上的浇口，否则将会增加熔接痕的数量，但对面积较大又浅的壳体塑件应兼顾内应力和翘曲变形问题，可采用多点进料。同理，环形浇口五熔接痕，而轮辐式浇口则有。为了增加熔接的牢度，可在熔接痕处外开一冷料槽，使前锋溢出。所设计的制品要求不是很高，根据以上浇口的特点及浇口位置选择的基本原则，选用中心浇口，如上图。3.1.3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的部分，是指塑料熔体从主流道进入多腔模的各个型腔或单腔模多处进料的通道，起分流和转向的作用，分流道的要求是塑料熔体在流动
30、中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最小。分流道的断面形状和尺寸 根据理论分析可知，在等断面面积的条件下，正方形的周边最长，圆形的最短。因此从传热面积考虑，热固性塑料的注射模的分流道最好是采用正方形；但从散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道的断面形状则采用圆形；从压力损失考虑，由于在同断面面积时圆形的周边比正方形的短，因此，料流阻力小，压力损失小。但从加工方便出发，常用形、梯形和正六边形断面。分流道的断面形状及尺寸大小，应根据塑件的成型体积、塑件的壁厚、塑件的形状、所用塑料的工艺特性、注射速率、分流道的长度等因素来确定。断面过小，会使流道压力损失太大并降低单位时间内输送的塑料量，使填充时
31、间延长，塑件常出现密度低、缺料、波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件易产生气泡，而且增大塑料的消耗量，延长冷却时间。因此，在设计分流道时，要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。圆形分流道的直径d一般在2-12mm范围内变动。对流动性很好的的聚丙烯、尼龙等，当分流道很短时，其直径可小到2mm；对流动性很差的聚碳酸酯、聚砜等，直径可达12mm。实验证明，对多数塑料来说，分流道直径在5-6mm以下时，对流动性影响较大，但直径在8mm以上时，再增大其直径，对流动性的影响也不大。对于正六边形断面的分流道，B=0.433D（D为外接圆直径）。正六边形分流道脱模阻力小，椭圆形
32、分流道脱模阻力大，当横截面积相同时，正六边形分流道表面积大，而椭圆形分流道可在模具分型面上占有较小的面积。对半圆形分流道其深度为0.45d。梯形断面的分流道的断面尺寸高度为h=(0.84-0.92)b，梯形斜角常取，低部圆角半径，分流道的宽度常在范围内变动。对于形断面分流道），深度（为圆的半径），斜角。由于正方形流道凝料脱模困难，六角型流道效率低（比表面大），而圆形截面流道在加工时两半难对准，所以生产中常采用梯形或形截面的分流道。形分流道其实是梯形分流道的一种变异形式。鉴于上述原因，本设计采用梯形分流道。因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。对于壁厚小于，
33、质量在200g以下的塑件，可用以下经验公式确定分流道的直径： （8）式中， 流经分流道的塑料量（）；对于塑料可取 分流道长度（）； 分流道直径（）对于黏度较大的塑料，可按上述算得的值再乘以的系数。根据型腔的布局，可知：第一级分流道L1=38第二级分流道L1=38所以，代入经计算 根据推荐的范围可选择 D=243.1.4 冷料穴的设计冷料穴一般在主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道的直径。冷料穴主要有三种形式：（1）与推杆匹配的冷料穴：这种冷料穴
34、的底部有一根推杆，而推杆安装在推板上，与其它推杆或推管连用。（2）与拉料杆匹配的冷料穴：这类冷料穴的底部有一根拉料杆，拉料杆安装于型心固定板上，不随推出机构一起运动。（3）无拉料杆的冷料穴：是在主流道对面的动模板上开一锥行凹坑，再在凹坑的锥行壁上钻一深度不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件被推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线移动，然后被全部拔出。本设计采用与拉杆匹配的冷料穴。3.2 定模设计3.2.1 型腔数目的确定型腔的布置，根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量的大小、模具制造的难易度、模具成本等确定型腔数量及排列方式。确定型腔数目一般有以下四中方法：（1）根据经济性确定
35、型腔数目根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原料费用，仅考虑模具的加工费用和塑件成型加工费用 （9）模具费用为 （10）注塑成型费用 总成型加工费用 （11） （2)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.设注射机的额定锁模力为F(N),型腔内塑料熔体的平均压力为(MPa),单个制品在分型面上的投影面积为,浇注系统在分型面上的投影面积为, 则: （12）（3)根据注射机的最大注射量确定型腔数目设注射机的最大注射量为,单个制品的质量为,浇注系统的质量为,则型腔的数目为: （13）若将质量用(除以密度)体积表示,上述公式也可用。（4）根据制品精度确定
36、型腔数目 根据经验，在模具型腔中每增加一个型腔，制品的精度要降低4 。设模具中的型腔数目为,制品的基本尺寸为，塑件的尺寸公差为，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为 （聚甲醛为0.2，尼龙66为0.3，聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非结晶型塑料为0.05），则有塑件尺寸精度的表达式为： 简化后可得型腔数目为： （14） 鉴于所设计的制件的精度要求，又是大批量的生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，初定为一模四腔的模具形式。3.2.2 型腔的布置确定了型腔数目以后，接下来要考虑型腔的排列形式，多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计
37、时应注意以下几点：（1）尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。（2）型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料的现象。（3）尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。根据以上条件确定型腔数及定模的厚度和强度考虑效率初步采用一模四腔确定锁模力，成型面积校核a.塑件整件表面积：4S=43838 mm2x面积：S=S+S流=4100+5768 （15） =6168 mm2取6200 mm2 小于90 cm2又注射量校核单个塑件体积： V=2610.07 cm3 V1=42610.07=10440.14V= V1rV流=41002+10440.14+435 =118
38、10.120 cm3 故可取b、确定定模厚度的条件:1.壁厚在满足结构和成型工艺条件下要求均匀一致2.结构,强度适当3.脱模强度4.承受冲击力均匀分布5.防止金属嵌件裂纹6.孔嵌件出现焊接处能得到加强7.防止薄壁处的熔接痕8.防止壁厚处缩孔9.防止刃口状部位以及薄壁处的充填不足c、强度计算W=（DL4/32EZ8）1/3 （16）B板厚 L内宽 P压力D腔深 E模量 Z变形W侧壁厚度动模板采用： 180180 mm符合温度校核水管长： 0.18 m3.3支撑板设计 图3 支撑板 3.3.1 板厚校核W= （5PBD4/32E7Z）1/3 （17）B= 36 P= 117MpB= 45（2040
39、00） T= 180D= 120 Z= 0.1得： W= 15.447取 20 3.4 排溢系统的设计(1)利用配合间隙排气，其间隙均为：0.030.05(2)分流道端部开设冷料穴来容纳前锋冷料以保证塑料件质量。(3)为保证主流道的废料顺利拉出，在动模部分开设拉料杆。3.5推出机构设计为了扩大同压面积，采用推板推出推板上开有导柱孔，销孔，型芯装配孔和排气系统机构1.推板开在动模侧2.采用平板使其受力均匀3.设计四根推杆将推板推出，推杆分布均匀，使其受力均匀 4.合模由推板复位，正确复位脱模力计算Ft+FbSin=FCos （18） Fx=0Fb塑件对型芯的包力；F脱模时型芯所受的摩擦力Ft脱模
40、力；型芯的脱模斜度。又 F=Fb于是 Ft=Ap（CosSin） 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即： Fb=Ap由此 可得： Ft=Ap(cos-sin) （19）式中：为塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3；A为塑件包容型芯的总面积； P为塑件对型芯的单位面积上的包紧力，在一般情况下，模外冷却的塑件p取2.43.9107Pa;模内冷却的塑件p约取0.81.2107Pa。所以:经计算，A=0.75 ,取0.2,p取2.5107Pa,取=45。 Ft=750010-62.5107(0.2cos45-sin45) （20）=605.176107Pa 图4 推板3.6合模导向机构设
41、计导柱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。3.6.1 导柱导向机构的作用1 定位件用：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，在模具的装配过程中也起定位作用，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 承受一定的侧向压力。3.6.2 导柱导套的选择一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，视具体情况而定，通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。而双分型的注射模，为了中间板在工作过程中的支承和导向，所以在定模一侧一定要设置导柱。导柱导套设
42、计的参考准则：1)导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。2)导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰面损坏。3)导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4820HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。4)为了使导柱能顺利进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。5)导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可以根据需要而决定装配方式。6)一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6,导套外径的配合按 H7/k6。7)除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。8)导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考模架数据选取。9)导柱、导套尽量采用标准结构定位采用定位销10
