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1、毕业设计(论文)正文题 目应用PRO/E设计修正带上盖注射模具专 业机械设计制造及其自动化姓 名学 号指导教师职称2010年 5 月 20日装订线应用PRO/E设计修正带上盖注射模具摘要：通过对市场现有的修正带上盖塑件的设计分析，设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，涉及到了塑件的结构设计、注塑机的选择和一些重要工艺参数的校核、型腔数目和布局模式的确定，并详细叙述了模具设计中浇注系统的设计、成型零件和零部件的设计和冷却系统的设计。在模具设计过程中，采用了Pro/ENGINEER、EMX4.1等设计分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参数和缩短了设计时间，提高了设计效率。通过整个
2、模具设计，本人已经能够熟练地使用当前常用的设计分析软件，学会了根据计算或者依据经验选择一些参数, 增加了对注塑模具的了解。关键词：修正带上盖;模具设计; 一模两腔;Pro/e;EMX4.1Injection Mold Design of Amendment to Bring Cap on Pro/eAbstract ：Through the amendment put on the market cover the existing plastic parts design analysis, design of the plastic parts. In the mold design pr
3、ocess, involving the structural design of plastic parts, injection molding machine of choice and some important parameters of the calibration, the cavity to determine the number and distribution patterns, and described in detail in the casting mold design and system design, molding parts and compone
4、nts design and cooling system. In the mold design process, using Pro / ENGINEER, EMX4.1 and other design analysis software, the software used to design analysis and optimization of design parameters and reduce design time and improve design efficiency. Through the entire mold design, I had been able
5、 to skillfully use the current popular design analysis software, learning experiences based on the calculated or select some parameters to increase the understanding of plastic injection molds.Key words：Amendments to bring cover;Mold design;A two-cavity mold;Pro/e;EMX4.1目 录1 绪论11.1 模具发展现状及发展方向11.1.1
6、 我国注塑模具的发展现状11.1.2 我国注塑模具的发展方向31.2 本次设计项目概述31.2.1 本课题选题的意义31.2.2 设计的主要内容41.2.3 设计的具体要求42 塑件的形状及结构设计52.1 塑件模型建立52.2 塑件材料的选择52.3 塑件的体积和质量72.4 塑件结构分析83 成型腔数的确定和注射机的选择93.1 成型腔数的确定93.2 注射机的确定93.2.1 注射量的计算93.2.2 锁模力（F）的计算93.2.3 注射机技术参数确定93.2.4 注塑机的参数校核104 浇注系统设计124.1 浇注系统的作用124.2 浇注系统的组成124.2.1 主流道及冷料井的设计
7、124.2.2 分流道设计124.2.3 浇口设计135 成型零件及零部件的结构设计145.1 分型面设计145.1.1 分型面的设计原则145.1.2 分型面的确定145.2 型腔的布局155.3 凹模与凸模的结构设计155.4 成型零件工作尺寸设计175.4.1 影响塑件尺寸精度的因素175.4.2 成型零件的工作尺寸计算185.5 模架的确定205.5.1 模架的选择205.5.2 模架尺寸的确定215.6 脱模机构的设计226 排气系统和温度调节系统的设计236.1 排气系统的设计236.2 温度调节系统的设计236.2.1 温度调节系统的确定236.2.2 冷却系统的设计23总 结2
8、5参考文献26致 谢27261 绪论模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“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，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。根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业品零件粗加工的75%、精加工
9、的50%都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已经超过机床总产值；我国台湾地区模具工业也以每年35%的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展，尤其是注射模具，在模具设计和制造水平上都有了长足的进步。1.1 模具发展现状及发展方向1.1.1 我国注塑模具的发展现状近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出
10、成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用CAD三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34英寸彩电塑
11、壳和48英寸背投电视机壳模具，汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达50吨。虽然在这十多年中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAECAM按术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到70-80，实现部
12、分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本最大限度地提高模具制造业的应变能力满足用户需求。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。我国注塑模具
13、行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题：（）发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。（）工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。（）多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。（）供需矛盾一时还难以解决，2003年国产塑料模具国内市
14、场满足率只有74， 7，其中大型、精度、长寿命模具满足率还要低，估计不足60。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。（）体制和人才问题的解决尚待时日，在模具这样竞争性行业中需依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已越来越显得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问题，解决尚待时日。1.1.2 我国注塑模具的发展方向由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精” 仍旧是一个必然的
15、发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显。展望我国塑料模具的未来，应从提高技术水平着手，一方面发展专业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力：（）开发精密、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；（）加速模具标准化、专业化、商品化生产；（）大力发展CADCAMCAE、RPM等先进模具设计和制造技术；（）加大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。1.2 本次设计
16、项目概述1.2.1 本课题选题的意义日常生活中，手写出错的时候常有，打印文件时由于检查的疏忽出现错误亦是常有的事，出错了就会想要修改，修正带就是一个不错的选择。我国是个13亿人口的国家，如若能推出一款外形轻巧美观，便于携带，使用方便、可靠，并且价格适宜的修正带，那么它的市场将是无法想象的。这样的一款修正带不仅能提高人们的工作效率，还能减轻人们的工作压力。然而修正带的主体部分是它的壳体，即它的上下盖，上下盖的尺寸为多少？采用什么材质制造？如何生产？这一系列的问题将直接决定人们在使用生产出来的产品时是否方便，能否达到预期的修正效果等，进而影响它的市场前景。因此，设计修正带上盖是十分有意义的。1.2
17、.2 设计的主要内容本次设计的主要内容如下：（）根据所提供的塑料制品，绘制制品零件图。 （）确定制品成型方法，选择零件成型设备。 （）确定模具设计的方案，绘制模具布置图。 （）进行分析、计算，绘制模具总装图、各个零件图。1.2.3 设计的具体要求 本次设计的具体要求如下： （）模具的使用寿命在50万次以上（）产品外表面要求光滑,无明显的熔接线痕迹，厚度均匀，变形较小，满足使用（）模具装配后分型面的贴合间隙应不大于0.01mm，塑件不能有飞边，毛刺等缺陷。2 塑件的形状及结构设计2.1 塑件模型建立据市场上提供的修正带成品，运用Pro/ENGINEER Wildfire 4.0制作出模型三维图图
18、2.1、图2.2。图2.1 塑件外部结构图图2.2 塑件内部结构图2.2 塑件材料的选择修正带上盖，属于文具一类，是日常生活用品，那么应该达到以下的要求：（）体积小，质量轻，便于人们的携带；（）外形美观大方，依据人手的动作而设计，表面光滑，便于人们的使用；（）具有一定强度和刚度以及耐磨损，耐腐蚀能力；（）生产成本低，废料可再次利用。根据以上要求，查阅相关资料，得知ABS塑料具有如下性能：ABS化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 （Acrylonitrile Butadiene Styrene），ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易
19、加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，适于制作一般的机械零件,日用品,管材及文具等，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能（参看下表）。表2.1 ABS性能表力学性能屈服强度/Mpa50热性能及电性能玻璃化温度/C88-120拉伸强度/Mpa38熔点（粘流温度）/C130160断裂伸长率/%35热变形温度/C45 N/cm3180 N/cm39010883103拉伸弹性模量/Gpa1.8线膨胀系数/
20、（10-5/C）7.0弯曲强度/Mpa80比热容/1470弯曲弱性模理/Gpa1.4热导率/0.263件质量冲击强度/kJ/m2无缺口缺口261燃烧性/（cm/min）慢11体积电阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121击穿电压/（kV/mm）15物理性能密度/（g/cm）1.021.16吸水性/%（24h）0. 20.4比体积/（cm/g）1.021.06透明度或透光率不透明故选用ABS塑料作为原材料，查相关资料可知，ABS的收缩率为0.0040.007，这里选择偏中值，为0.005。其注塑工艺条件为：ABS注塑成型时注意事项如下： （1）因ABS原料粒料极易受潮，致使制品出
21、现斑痕、云纹等缺陷，因此成型前需充分干燥。 （2）ABS流动性好，流动距离比，即流动长度L与该处制品壁厚T之比达190，因而不易出现飞边。熔融温度低而宽，有利于成型，但含橡胶组分多的ABS流动性较差。（3）耐热级和电镀级ABS的料筒要稍高，而阻燃级和抗冲击级则稍低。所以本产品选择ABS(阻燃级),查参考文献注塑制品成型及模具设计知，ABS成型的主要技术指标如下：预热和干燥：温度8085C；时间23 h料筒温度：后段温度 150170 C中段温度 165180C前段温度 180200C模具温度：5080C注射压力：60100MPa成型时间：注射时间2090s 保压时间05s 冷却时间20120s
22、 总周期50220s后处理：方法红外线灯、烘箱 温度：70 C 时间：24h2.3 塑件的体积和质量由ABS性能表所示材料的性能特点，知ABS的密度为1.021.16 g/cm3，这里我们取为1.10 g/cm3，由Pro/ENGINEER 4.0可以算出零件的体积和质量，如图2.3所示。图2.3 PRO/E计算体积和质量图则可计算塑件的体积为：= 3330.96 mm3塑件质量为：=3.66g2.4 塑件结构分析在进行模具设计之前，首先对塑件的结构进行分析，其内容主要包括以下几个方面：（1）几何形状：最大尺寸为长72mm，宽31mm，最高为17mm，平均壁厚1.0mm。（2）尺寸精度和表面粗
23、糙度：塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差，本次塑件的精度等级按6级精度取值。塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12级，且塑件要求外表光滑，无明显的熔接线痕迹，粗糙度可取Ra0.4m，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。（3）脱模斜度：脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。要求开模后塑件留在型芯上，塑件内表面的脱模斜度应小于外表面的脱模斜度。根据ABS 的性能，查阅相关资料，型芯的脱模斜度取3。
24、3 成型腔数的确定和注射机的选择3.1 成型腔数的确定在运用PRO/E初步计算出塑件的质量与体积后可知，该塑件的体积很小，且其内外表面结构比较简单。设计要求外表面光滑，无明显的熔接线痕迹，厚度均匀，变形较小，且产品为日常生活用品，价格低，故从经济成本方面考虑，确定采用一模两腔的模式。3.2 注射机的确定3.2.1 注射量的计算由前面的计算知修正带上盖的体积为3330.96 mm3，质量为3.66g，但是流道凝料的体积还是一个未知数，可按塑件体积的0.6倍来估算。因为上述分析拟定采用一模两腔的布局模式，故塑件成型所需注射量为V =1.623330.96=10659.07 mm3。结合生产实际，注
25、射机的最大注射量是其额定注射量的80%，所以注射机的额定注射量为V额 V /0.8=13323.84mm 13.3 cm 3.2.2 锁模力（F）的计算模具设计时应使注射机的额定锁模力大于胀模力，即FP A （式3.1）式中：F注射机额定锁模力（N）；P塑料熔体在型腔内的平均压力(MPa )；A塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm ）。运用Pro/E软件计算面功能自动得出A= 3129.48mm。 塑件成型时所需的注射压力P 通常为80110 MPa 。因为所采用材料为ABS，其为中等粘度，精度高，考虑压力损失，查阅塑料成型工艺与模具设计，可知应选择P =100 MPa 。 所以锁模力
26、FPA=100 MPa 3129.48mm =312.95 KN3.2.3 注射机技术参数确定 根据以上初步地对注射量和锁模力进行计算，查阅塑料模具设计手册，可选用国产SZ-100/60立式注射机，其主要技术参数参看表3.1。表3.1 国产SZ-100/60立式注射机技术参数表项目数值项目数值理论注射容量/ cm100锁模力/KN600螺杆直径/mm35拉杆间距/mm320*320注射压力/ MPa150模板行程/mm300注射速度/（g/s）85最大模厚/mm300塑化能力/（kg/h）40最小模厚/mm170喷嘴球半径/mm10喷嘴伸出量/mm20定位孔直径/mm125定位孔深度/mm10
27、顶出行程/mm80机械质量/t208顶出力/KN15外型尺寸/m3.9*1.3*1.83.2.4 注塑机的参数校核（1） 最大注塑量效核 设计模具时，注射成型所需的总注射量应小于所选注射剂的最大注射量，即NV1+V2KV （式3.2）式中：N型腔数目V1单个塑件的体积，cm V2浇注系统凝料的塑料的体积，cm V注射机最大注射量，cm K注射机最大注射量的利用系数，可取0.70.9运用PRO/E的分析模型质量功能可计算出V1=3.33 cm ，V2=0.67 cm，这里取K=0.8，则NV1+V2=23.33cm+0.67 cm=7.33 cm0.8100 cm=80 cm故最大注塑量符合要求
28、。（2） 注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力必须大于成型塑件所需的注射压力。塑件成型时所需的注射压力是由塑料流动性，塑件大小形状，注射机类型，喷嘴形式以及浇注系统的压力等因素所决定。由于ABS属于无定形聚合物，无明显熔点，熔体中等粘度，成型塑件的形状简单，尺寸小，尺寸精度要求一般，故成型塑件所需的注射压力可取100 Mpa140 MPa ，所选注塑机的注射压力为150 MPa ，且所以该注塑机的注塑压力符合要求。（3） 锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的乘积，它应该小于注塑机的额定锁模力，才能使注射
29、时不发生溢料和胀模现象，即PAF （式3.3）式中：F注塑机的额定锁模力,NA塑件和浇注系统在模具分型面上的总投影面积，mmP型腔内塑料熔体的平均压力，MPa型腔内塑料熔体的压力为注射压力经喷嘴，流道，型腔后剩余的压力，比注射压力小得多，一般是注射压力的1/32/3，随塑料品种，浇注系统结构和尺寸，塑件形状，成型工艺条件以及塑件复杂程度而不同。为保险起见，这里取型腔内塑料熔体的平均压力为注射压力的2/3，即PA=2/3150 MPa3129.48mm =312.95KN F=600KN故所选注塑机的锁模力符合要求。4 浇注系统设计4.1 浇注系统的作用 浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型
30、腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求是：（）对模腔的填充迅速有序；（）可同时充满各个型腔；（）对热量和压力损失较小；（）尽可能消耗较少的塑料；（）能够使型腔顺利排气；（）浇注道凝料容易与塑料分离或切除；（）不会使冷料进入型腔；（）浇口痕迹对塑料外观影响很小。4.2 浇注系统的组成浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。4.2.1 主流道及冷料井的设计 主流道通常位于模具的入口处，其作用是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，以便于塑料熔体得流动及流道凝料的拔出。热塑性塑料注塑成型用
31、的主流道，由于要与高温塑料及喷嘴反复接，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套。由于此次所设计的模具为小型模具，为一模两腔的模式，将主流道设置在两型腔的中间位置，只在主流道末端设计冷料井。为了使塑料凝料能从主流道中顺利拔出，将主流道(浇口套內孔)设计成圆锥形，锥角为6，大端直径为6mm，小端直径为1.5mm，长度为33mm。冷料井与主流道末端相连，为半球形，其直径即为主流道末端的直径。4.2.2 分流道设计 分流道是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用。常用的分流道截面形状为圆形，半圆形，椭圆形和梯形，U形和矩形截面。此模具型腔为直线排列，且主流道在两型腔的中间位置，则分流道应设置
32、为到两型腔的距离相等的平衡式分流道。又分流道的设计应使熔融的塑料在流经分流道时，压力及热量损失最小，且产生的分流道凝料最小。为减少分流道的压力损失和热损失，需使分流道的通流截面积最大，而散发热量的内表面积最小。为减少分流道的压力损失和热损失，需使分流道的通流截面积最大，而散发热量的内表面积最小。圆形分流道的效率（=S/L，分流道的效率；S分流道的截面积；L分流道截面周长）最好，但制造麻烦，半圆形分流道的效率比圆形分流道稍差，但加工较简单，故选用半圆形分流道。综上所述，最终确定分流道的总长度为23mm，半径为2mm的半圆形分流道。4.2.3 浇口设计 浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道（除
33、直接浇口外），是塑料熔体进入型腔的入口，它是浇注系统的关键部分。浇口的作用 ：（1）摩擦升温，提高入型温度 ;（2）先外冷却，封口保压; （3）平衡进料,保证各型各处的真充参数相近;（4）易折断，疤痕小。浇口的形状、数量、位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。这里采用广泛使用的侧浇口，开设在分型面上,截面形状为矩型，加工和修整方便。其截面小,减小了浇注系统的浇注系统塑料的消耗量,去除浇口也很容易,痕迹不明显。最终确定浇口的尺寸，长为2mm，宽为3mm，对称分布在主流道的两侧。利用PRO/E 4.0最终设计
34、出的浇注系统如下图：图4.1 浇注系统图5 成型零件及零部件的结构设计5.1 分型面设计在注塑模具中，打开模具取出塑料制品的界面称为分型面，它是动、定模在合模状态下的接触面或瓣合式模具的瓣合面。分型面形状和位置的选择不仅直接关系着模具结构的复杂程度和制造难度，而且直接影响着塑件的质量和生产效率，是模具设计的重要环节。5.1.1 分型面的设计原则在确定分型面时应遵循以下原则：(1）应使模具结构尽量简单。如避免或减少侧向分型，采用异型分型面减少动、定模的修配以降低加工难度等.(2）有利于塑件的顺利脱模。如开模后尽量使塑件留在动模边以利用注塑机上的顶出机构，避免侧向长距离抽芯以减小模具尺寸等.(3）
35、保证塑件的尺寸精度。如尽量把有尺寸精度要求的部分设在同一模块上以减小制造和装配误差等.(4）不影响塑件的外观质量。在分型面处不可避免地出现飞边，因此应避免在外观光滑面上设计分型面.(5）保证型腔的顺利排气。如分型面尽可能与最后充填满的型腔表壁重合，以利于型腔排气。在Pro/E模具设计中，分型面是将工件或模具零件分割成模具体积块的分割面，具有更广泛的意义。它不仅仅局限于对动、定模或侧抽芯滑块的分割，对于模板中的组合件、镶块同样可以采用分型面进行分割。为保证分型面设计成功和所设计的分型面能对工件进行分割，在设计分型面时必须满足以下两个基本条件：(1)分型面必须与欲分割的工件或模具零件完全相交以期形
36、成分割。(2)分型面不能自身相交，否则分型面将无法生成。5.1.2 分型面的确定在遵循以上原则的情况下，先对塑件进行分析，确定出分型面的位置，运用Pro/E绘制出的分型面如下图所示，经自交检测和轮廓检查，没有出现问题。图5.1 分型面图5.2 型腔的布局模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。由前面确定一模两腔的模式，为方便浇注及塑件的成型，故采用直线排列，即一模两腔直线排列的布局模式，如图5.2所示。 图5.2 型腔布局图5.3 凹模与凸模的结构设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外部形状的成型零件为凹模。构成塑件内部形状
37、的成型零件为凸模。凹模按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的。此次设计的模具为中小型模具，制品的内部与外部形状结构都较为简单，故选用凹模与凸模都采用整体式。在通过PRO/E生成分型面之后，可通过分割体积块，创建型芯和型腔，PRO/E会根据产品及分型面的相关尺寸自动处理完成，生成
38、分解图，型腔图和型芯图如下：图5.3 分解图图5.4 型腔图图5.5 型芯图5.4 成型零件工作尺寸设计 设计模具时应该对成型零件的结构形式、计算尺寸、强度校核给以足够的重视。5.4.1 影响塑件尺寸精度的因素1、模具成型零件尺寸精度的因素 模具成型零件的加工精度直接影响塑件的尺寸精度。实践表明，因模具成型零件的加工而造成的误差约占塑料塑件成型误差的三分之一。通常模具的制造精度等级为34级即可。2、模具成型零件的磨损量 模具在使用过程中，由于料流的流动，塑料塑件的脱模，都会使模具成型零件受到磨损。模具成型零件的不均匀磨损、锈蚀、使其表明光洁度降低，而从新研磨抛光也会造成模具成型零件的磨损，其中
39、以塑料塑件的脱模对模具成型零件的磨损最大。因此通常认为凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损，与脱模方向平行的面才加以考虑。磨损量随着生产批量的增加而增大。计算模具成型零件工作尺寸时，对于模具生产批量较小的模具取小值，甚至可以不考虑其磨损量。3、毛边厚度对塑件尺寸精度的影响 在敞开式和半闭合式压模中，沿塑料塑件型腔周围设有挤压边，把在该挤压边框上形成的塑料层叫毛边。毛边的厚度与加入的压制材料的数量及压制比压有关。利用注射模成型塑料塑件时，同样也会产生毛边。由于分型面上有渣滓，或者锁模力不够大，或者模具零件加工精度不高，使模具零件不能紧密贴合也会形成毛边.4、成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精
40、度的影响 成型工艺条件包括料筒温度、注射压力、保压时间、模具温度、每次注射量、注射速度、冷却时间、成型周期、原料的预热及干燥等，对其进行正确的控制和管理，有利于获得稳定的尺寸，质量优异的塑料塑件，并对经济价值也有大的影响。各种工艺条件是互相关联的，仅对一个工艺因素进行正确地控制，并不容易提高塑件的质量，必须进行全面地正确的控制。5.4.2 成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺
41、寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面：1、成型收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为 s=(Smax-Smin)Ls （式5.1） 式中：s为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）；Smax为塑料的最大收缩率（%）；Smin为塑料的最小收缩率（%）；Ls为塑件尺寸（mm）。一般情况下，由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、模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7IT8级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。3、零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型
42、芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。4、模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，这里采用平均收缩率法
43、来计算。（1）凹模的內形尺寸计算：D腔=(ds+dsQcp-3/4s ) +s/3 （式5.2）式中： D腔型腔內形尺寸(mm)；ds为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸；s为塑件公差，成型零件精度等级取6级；Qcp为塑料平均收缩率(%)，此处取0.5%；所以型腔径向尺寸如下：D1=(60+600.005-3/40.64)+0.64/3=59.82 +0.213 0mmD2=(57+570.005-3/40.64)+0.64/3=56.81 +0.213 0mmD3=(27+270.005+3/40.48)+0.48/3=26.78 +0.155 -0.005mm D4=(20+200.005+3/40.44)+0.44/3=19.77 +0.147 0mm型腔深度的尺寸计算：H腔=(Hs+HsQcp+2/3s)+s/3 （式5.3）式中： h腔凸模/型芯高度尺寸(mm)；Hs为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、Qcp 、x 、m含义如（1）式中。H1=(52+520.005-2/30.64)+0.64/3=51.83 +0.213 +0.003mm H2=(27+2