《小电机外壳造型和注射模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小电机外壳造型和注射模具设计.docx（33页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、1 引言31 .1塑料简介32 .2注塑成型及注塑模32 塑料材料分析52. 1塑料材料的基本特性53. 2塑件材料成型性能64. 3塑件材料成型条件73塑件的工艺分析73. 1塑件的结构设计83. 2塑件尺寸及精度93. 3塑件表面粗糙度95. 4塑件的体积和质量IO4注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定104. 1注射成型工艺过程分析IO4. 2浇口种类的确定114. 3型腔数目的确定116. 4注射机的选择和校核114. 4.1注射量的校核125. 4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核126. 4.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核135注射模具结构设计145. 1分型面的
2、设计145. 2型腔的布局157. 3浇注系统的设计155. 3.1浇注系统组成156. 3.2确定浇注系统的原则167. 3.3主流道的设计168. 3.4分流道的设计179. 3.5浇口的设计1810. 3.6冷料穴的设计195.4注射模成型零部件的设计195.4.1成型零部件结构设计205.4.2成型零部件工作尺寸的计算205.5排气结构设计215.6脱模机构的设计215.6.1脱模机构的选用原则215.6.2脱模机构类型的选择225.6.3推杆机构具体设计225.6.4脱模动作原理235.7模具总装图235.8注射模温度调节系统245. 8.1温度调节对塑件质量的影响246. 8.2冷
3、却系统之设计规则255. 9模架及标准件的选用255. 9.1模架的选用256. 9.2标准件的选用266模具材料的选用266. 1成型零件材料选用267. 2注射模用钢种267注射成型工艺过程模拟分析27总结32致谢33参考文献331引言模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是
4、“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。1.1塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料以从代替部分金属、木材、皮革
5、及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作己成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，
6、注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，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品。注射成型生产中使用的模具叫注射模
7、，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到
8、所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用计算机辅助工程（CAE）技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要
9、几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。目前国际市场上主要流行的,运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的Moldelow.美国的CFLOw、华中科技大学的h-flow等。其中moldelow软件包括三个部分：MOLDFLOWPLASTICSADVISERS（产品优化顾问，简称MPA）,MOLDFLOWPLASTICSINSIGHT（注射成型模拟分析，简称MPI）,MOLDFLOWPLASTICSXPERT（注射成型过程控制专家，简称MPX）。采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生
10、产的完整解决方案，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翔曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。2塑料材料分析2.1塑料材料的基本特性中国目前小孩比例甚多，市场也看中了这一点，为了适应小孩的需要，很多厂家开始生产以小孩为主要消费者的各种玩具，本次设计就是以此为基点，设计生产一套小电机外壳造型的注射模具，该电
11、机外壳类似电吹风，玲珑小巧，握在掌心，在炎热夏季做清凉解暑之用，颇受小孩子喜欢，具有广阔的市场前景。设计中利用CAD/CAE技术进行模具设计和成型工艺分析。首先，在三维高端软件UG-NX上进行产品3D造型，然后使用AutoCAD绘制注射模具总装图和模具零件图，最后将产品三维图转入MOLDFLOW软件中进行注射工艺过程模拟分析，确定最佳的注射工艺参数，同时分析制品缺陷的原因及解决办法。图（1）塑件三维造型图塑件三维造型如图（1）所示，显示的是塑件的三维等轴侧视图，外壳分为左右两部分，整体上呈对称结构，边侧开个小孔，用于伸出小电动机的转轴部分，近侧壁一方装有类似肋板的电机固定装置,下部伸出部分各有
12、一个钩平孔,用于装配玩具风扇手柄。且一方开一小槽，用于电池与电机的联接。外壳两部分互设有配合边缘，四周设有四个导向装置，便于快速装配使用。该电机外壳外表光滑，呈透明状。故选用材料为聚苯乙烯PS,它是一种优良的热塑性工程材料。2. 2塑件材料成型性能塑件材料对注射工艺和模具结构的适应能力叫做注射成型性能，注射成型性能的好坏直接影响到成型加工的难易程度和制品质量的优劣，同时还影响生产效率的高低和设备的辐射能损耗等。PS成型性能主要有：聚苯乙烯(Polystyrene)简称PS。其世界产量仅次于PE、PVC、PP居世界第四位，后来高抗冲级的PS产生(简写HIPS)拓宽了PS的用途范围。PS为无定型、
13、非极性线性高聚物。由于在分子链上有苯环取代基，分子的不对称性增加，内旋转受到限制，为此，呈现刚性，性脆。玻璃化温度较高，为80100C,分子量一般在5万20万。PS的密度为1.054gcm为无色透明粒状热塑性树脂。具有良好的化学稳定性，它能溶解于苯、四氯化碳、甲苯、氯仿、除丙酮以外的酮类、酯类等。能耐一般酸、碱、盐的腐蚀。热稳定性好，成型温度范围宽，在粘流态下温度的少许波动不会影响注射过程。吸湿性极小，只有0.02%0.06%,所以在加工前，可以不干燥，又其比热较低，所以塑化效率高，在模具中固化快，成型周期短。PS收缩率低，只有0.4%0.7%,对模制品影响不大。PS具有一定的力学强度，化学稳
14、定性及电气性能都较优良，透光性好，达88%92%,仅次于有机玻璃，折光率为L591.60,具有优良的电绝缘性能，一般不受温度、湿度的影响。着色性佳，并易于成形。它的特点是差不多完全能耐水。缺点是耐热性较低，而且其制品由于内应力容易碎裂，仅能于低负荷和不高的温度(6075C)下使用，所以在成型中一定要注意这个问题，清除内应力除调节工艺参数、模具结构等之外，还可将制品进行后处理以消除内应力，如将其置于6075C热水浴中或烘箱中，“退火”处理13小时。冷却定型温度应小于50C,可使制品表面光亮、平滑。处于粘流态的聚苯乙烯，其粘度对剪切速率和温度都比较敏感，在注射成型中无论是增大注射压力或升高温度都会
15、使熔融粘度显着下降。因此，聚苯乙烯既可用于螺杆式也可用于柱塞式注射机成型。在此选用柱塞式注射机。料筒温度控制在140260C之间，喷嘴温度为170190C,注射压力为60150MPa,为了使制品顺利脱模，模壁斜度应增大至12度。PS主要用于各种仪表外壳，骨架，仪表指示灯，灯罩，汽车灯罩，化工贮酸槽、酸输送槽（特别如氢氟酸），化学仪器零件，电讯零件，由于透明度好，还可用于制造光学仪器零件及透镜。3. 3塑件材料成型条件确定注射工艺条件时，需要根据塑料品种选择适当的工艺参数，知道了塑料的工艺参数还能选择合适的注射机,使机型的规格大小及性能参数的范围尽量与注射工艺参数接近，只有这样才能在保证制品质量
16、的前提下，获得最高的生产效率和经济效益。PS的注射工艺条件参数见表1、2和3。表1PS的注射工艺参数注射机类型预热温度-C喷嘴温度C料筒温度C模具温度C前段后段柱塞式60-7516017017019014016020-60表2PS的注射工艺参数注射压力MPa成型时间S冷却时间S成型周期S后处理介质后处理温度后处理时间S60100154515304090热水浴或鼓风烘箱7024表3PS的热处理条件塑料热处理介质处理温度制件厚度mm处理时间minPS空气或水60-70630-6070-7771203603塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑伯的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔
17、细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。电动机外壳如图(2)所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构并不太复杂，只是几何形状有点不规则，外轮廓线由圆弧和直线组成。图(2)玩具小电动机外壳平面视图3. 1塑件的结构设计(1)、脱模斜度由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费
18、原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5,根据文献1,塑件材料PS的型腔脱模斜度为35,130：型芯脱模斜度为30l(2)、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变
19、形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14m加，最常用的数值为23m相。该小电机外壳壁厚均匀，周边和底部壁厚均为2根机。壳内凸出部件的壁厚均为1，阳(3)、塑件的圆角为防止塑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件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.5lmm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。该小电机外壳表面圆角半径为2mm,内部转弯处圆角半径为1mm、孔塑料制品上通常带
20、有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。本设计中孔都在侧面或边缘，能采用型芯直接加工成型。3. 2塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格,在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品,反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要
21、能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为PS,流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献表3-2塑件的尺寸与公关(SJ1372-1978)的塑料制件公差数值标准来确定。根据文献2,选用一般精度等级，PS的精度等级一般为四级，可在文献中查到相应的公差值。4. 3塑件表面粗糙度塑件
22、的表面要求越高,表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为RaO.02L25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2,即Ra0.010.634心模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.4%,内部为0.8“%。外部接手柄区域粗糙度加大，主要是为了装配牢固和方便，且增加摩擦力以便小孩拿紧该小电扇。3. 4塑件的体积和质量用UGNX软件对该小电机外壳进行三维实体造型，然后用分析模块对其进行质量特性分析，输入材料密度(PS的
23、密度为1.054gc加3),即可以得出该塑件制品上半部分的体积为3.22加3,质量为3.39克。下半部分体积为3.27。/,质量为3.45克。4注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定4. 1、注射成型工艺过程分析根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步:为使注射过程顺利和保证产品质量,应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。(1)、成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，PS材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在7080C下干燥24ho(2)、料筒的
24、清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机(主要是料筒)进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。(3)、脱模剂的选用脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡(白油)，硅油，对PS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一
25、般塑料都可使用。第二步：注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。第三步：制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为PS,就采用退火处理13小时。4. 2浇口种类的确定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其
26、中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中塑件小电机外壳外表面质量要求较高，不允许出现浇口痕迹，所以选用潜伏式浇口。潜伏浇口有自外直接接塑件表面和从内侧接于塑件的不外露部分，或从内侧接于推杆上，而在推杆上做出进料通道。潜伏浇口的侧倾角可以在较大的范围内依塑件的具体形状选择。其直径与点浇口相同。引入的圆锥角约在10左右。潜伏式浇口具有开模时自动切断、浇口痕迹小、结构相对简单(采用两板式模具结构)并且塑料流动平衡等优点，可以有效提高生产效率，缩短成型周期，节约成型材料和塑件去浇口清理等工作，尤其是对外形尺寸较小的产品。4. 3型腔数目的确定因为本设计中采用潜伏式浇口，且塑
27、件的尺寸较小，电机外壳分为上下两部分，为保证一次加工过程中各种参数均衡，利于配合使用，提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模两腔，装载两部分零件，进行加工生产。4. 4注射机的选择和校核由于两个塑件的体积和质量相差不大，故采用体积较大的塑件(3.22C77?)作为参考由于采用一模两腔，需要至少注射量为6.44eV%）再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为XS-Z-30。注射方式为柱塞式，其有关性能参数为：注射压力：119 MPa注射时间:2.9 S最大成型面积：90c 模具最大厚度：180制 模板最大距离：340nun额定注射量：
28、30Cm注射行程：13Omm合模力：250KN最大开模行程：160,初模具最小厚度：60mm合模方式：液压-机械式5. 4.1注射量的校核模具设计时,必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为：nm+m280%相式中一型腔数量人一单个塑件的体积（。/）“2一浇注系统所需塑料的体积（Cm3）本设计中：n=2w1=3.22cm3m2=2.27cnyin=30cnr,nmx+m2=23.22+2.27=8.7180%30=24注射量符合要求1. 4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这
29、一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。nAl+A2A式中n一型腔数目A一单个塑件在模具分型面上的投影面积&一浇注系统在模具分型面上的投影面积A注射机允许使用的最大成型面积n=2A1=13.57Czn2A2=3.38cm2A=90cm2111+=213.57+3.38=30.5290投影面积符合要求注射成型时为了可靠的锁模,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。即：（+4）PVF式中：P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据文献2表5-1,聚苯乙烯推荐
30、使用的型腔压力为1522MPa,在此取P=SMPa（z,+A2）P=305218=54936250000/V锁模力符合要求4. 4.3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核（1）、模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式HmmHHmax式中“min一注射机允许的最大模厚“max一注射机允许的最小模厚本设计中60H=170180符合要求（2）、开模行程（三）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于液压-机械式合模机构的注射机，
31、其开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模应有：SmaXS=i+2+5-IOww式中一推出距离“2包括浇注系统凝料在内的塑件高度本设计中SmaX=I60制HI=15mmH2-15mm经计算，符合要要求。（3）、顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆,注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。XS-Z-30型注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。5注射模具结构设计5. 1分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封
32、闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据木模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧，如图（3）所示图（3）分型面的选择5.2型腔的布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使
33、每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力，以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局由图（4）所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用，需要心可能相同的注射工艺参数，以达到高的成功率，模具采用潜伏式浇口，设置在手柄安装处推杆上，并采用对称式布局，以求达到良好的浇注质量。图（4）型腔布局方式5.3浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道,浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通流产浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为
34、重要。5.3.1浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分，如图（5）所示。I-主浇道2第一分浇道3第二分浇道4第三分浇道5浇口6型腔7冷料穴图（5）普通流道浇注系统5.3.2确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a）、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。b）、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c）、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受
35、力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题,从而采取相应的措施或留有修整的余地。d）、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e）、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。5.3,3主流道的设计不流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始,到分流道为止的塑料熔体的流动通道。（1）、主流道的尺寸设计中选用的注射机为XS-Z-30,其喷嘴直径为4而，喷嘴球面半径为12加，根据图（6）,主流道各具体尺寸如下:点=嗔嘴球面半径+(23)(mm)-2-4r三I-Xmm)/三(3-
36、25)图（6）主流道尺寸示意图d=4+l=5/Wn=3R=12+2=14/次aH2.9mmL=29.5mmD=7+2tan=6.5mm2（2）、主流道衬套的形式选用如图（7）所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用H1m6.图（7）主流道衬套及其固定形式（3）、主流道衬套的固定用嵌入式定位环压住主流道衬套大端，定位环与注射机模板上的定位孔之间的配合采用HTJbl-5.3.4分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设
37、计中由于塑件排布比较紧凑,且采用潜伏式浇口，在推杆上削去一小块作为流道进行注射。在主流道设计好以后，推杆位置离它很近，故无需设置分流道而直接经浇口注入推杆而使熔体充满型腔。如图（8）所示。图（8）主流道和浇口的位置5. 3.5浇口的设计浇口出叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，潜伏式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置选择原则：浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点：1 .熔体在型腔内流动时，其动能损失最
38、小。要做到这一点必须使1）流程（包括分支流程）为最短；2）每一股分流都能大致同时到达其最远端；3）应先从壁厚较厚的部位进料；4）考虑各股分流的转向越小越好。2.有效地排出型腔内的气体。根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用潜伏式浇口。浇口一般尺寸如图（9）所示，根据此图结合实际选用适当值。浇口中心线偏离水平位置32。浇口角度10,d的值取为1.6mm潜伏淡口的尺寸图（9）潜伏浇口的尺寸示意图5.3.6冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量,为防止这一问题
39、必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上,其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为5帆帆，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模,最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如上图（8）所示。5.4注射模成型零部件的设计模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受
40、着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。5.4.1成型零部件结构设计成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。1）、凹模的设计凹模也称为型腔，是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四
41、种类型。本设计中采用整体式凹模，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到仿形加工或电火花加工。2）、凸模的设计本设计中零件结构较为简单，塑件中只有电机夹板处较为复杂，深度较大，但经过对塑件实体的仔细观察研究发现，塑件采用的是整体式凸模，也叫型芯，虽然有些部位加工、维修不易，但成型后的塑件质量好，在塑件内表面也不会形成接缝，溢料痕迹，加工精度较高，成型效果好。型芯与动模板的配合可采用“7/P6。5.4.2成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型
42、零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸,主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品
43、从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定PS材料的平均收缩率为0.6%,刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为：A=B+0.0063式中A-模具成型零部件在常温下的尺寸B一塑件在常温下实际尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1314,或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级，型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。5. 5排气结构设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模
44、具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计
45、中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。6. 6脱模机构的设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程,使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。7. 6.1脱模机构的选用原则（1） 使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；（2） 推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；（3） 推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4） 推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5） 推杆位置痕迹须不
46、影响塑件外观；5.6.2脱模机构类型的选择推出机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和多元件综合推出机构等。本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。5.6.3推杆机构具体设计、推杆布置该塑件共采用了7根大小推杆，其分布情况如图（10）所示，这些推杆设置在脱模阻力较大的地方及强度刚度较大处，使制品所受的推出力均衡。（2）、推杆的设计本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆,设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径，其中一个为4mm,四个为311b两个为2mm,见图（10）。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为“88或H9/9,其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，PS塑料的溢料间隙为0.040.06加人（3）、推杆固定和复位如图（11）所示於座板图(11)推杆固定和复位5.6.4脱模动作原理本设计中潜伏式浇口设计在动模部分，开模时塑件包在动模型芯上随动模一起移动，推出机构工作时，大小推杆将塑件从凸模上推出，同时浇口被切断，塑件自动脱落。如图(12)所示。图(12)塑件脱模动作图5.7模具总装
