电机底座和外筒注射模具设计论文文档格式.docx
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热交换效果的优劣，决定塑件的质量——外表面质量和内在的质量。
因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。
4.脱模过程塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。
这个动作要由“脱模机构”来完成。
不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；
但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。
由1到4形成了一个循环。
每一次循环，就完成一次成形——一个乃至数十个塑件。
2.电机底座和外筒
2.1电机底座和外筒的选料及其性能
选用热塑性塑料硬PVC作为电机底座和外筒的材料。
热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。
PVC中文名为聚氯乙烯。
PVC材料用途极广，具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蚀等良好的特点，主要用于制作：
普瑞文pvc卡片，pvc贴牌，pvc铁丝，pvc窗帘，pvc涂塑电焊网，pvc水管，pvc踢脚线以及穿线管，塑料门窗，塑料袋等。
在我们的日常生活领域中处处可见到PVC产品。
其成型特性：
1.无定形料,吸湿小,流动性差。
为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥。
模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角。
模具须冷却,表面镀铬；
2.由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。
所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂；
3.极易分解，在200度温度下与铁铜接触更易分解，分解时逸出腐蚀，刺激性气体，成型温度范围小；
2.2PVC的主要技术指标
表2-1PVC的主要技术指标
密度
1.35~1.45
比容
0.69~0.74
吸水率%
0.07~0.4
收缩率%
0.6~1.0
熔点℃
160~212
弯曲强度MPa
90
抗拉屈服强度Mpa
50
拉伸弹性模量MPa
热变形温度℃
0.45MPa
67~82
冲击强度
无缺口
1.82MPa
54
缺口
58
2.3硬PVC注射成形工艺参数
表2-2硬PVC注射成形工艺参数
注射机类型
预热和干燥
料筒温度（℃）
喷嘴温度（℃）
温度（℃）
时间（h）
后段
中段
前段
螺杆式
70～80
3～4
160～170
165～180
170～190
150～170
模具温度（℃）
注射压力（Mpa）
成形时间（s）
30～60
110
高压时间
保压时间
冷却时间
成形时间
2～5
15～40
40～90
螺杆转速（r/min）
后处理
方法
20～30
红外线灯、烘箱
70
2～4
2.4电机底座和外筒注射模二维和三维图
在设计模具之前，首先确定所需要设计的电机底座和外筒的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出模具。
所需要设计的电机底座和外筒的具体形状如下图所示：
图2-1电机底座具体尺寸
图2-2电机底座实体图
图2-3电机外筒实体图
图2-4电机外筒具体尺寸
2.5电机底座和外筒的体积计算
电机底座体积为64.56
电机外筒体积为127.59
因为采用一模四腔的排位。
故塑件总体积为192.15×
2=384.3
；
浇流道凝料体积为20.15
因此整个浇注系统所需要的浇注体积为404.45
3.成型零部件设计
3.1型腔总体布置与分型面的选择
3.1.1型腔数目的确定
型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。
可根据注射机的最大注射量确定型腔数n
式中K——注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8；
——注射机允许的最大注射量，1000cm³
——浇注系统所需塑料的质量或体积（20.15cm³
）；
——单套塑件的质量或体积（192.15cm³
故型腔数n=4设计合理，符合经济要求
此塑件为中型复杂塑件，根据电机底座和外筒设计要求，并保证塑件精度，为了使模具与注塑机相匹配以提高生产率和经济性。
塑件采用一模四腔的型腔结构。
3.1.2型腔的排列
在多型腔模具设计中，型腔的排列与浇注系统布置相关。
型腔的排列分布应使各个型腔都通过浇注系统从而使总的压力均等分布到各个型腔，并分得足够的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满各个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。
目前比较常见的形式有：
圆型排列,H型排列,直线排列,复合排列
直线排列的缺点：
流道太长，分流道下面还有分流道，热量和压力损失较大，如果非要使用的话，在相同条件下，直线排列用的注塑机可能较之其它的排列在功率和其它方面要求要高此，由于本次的衬套注塑件属于中小塑件，对注塑机的要求是尽量小。
其次，由于直线排列为不平衡排列，熔体不能同时到达，且压力也不均匀。
质量很难保证。
H形排列的缺点：
由于本次设计采用一模四腔，而H形排列一般用于多于6个型腔的塑件。
用H形排列在本次设计中显然不合算。
同时，它也存在直线排列的缺点。
圆环形的优点：
一模四腔，平均每个塑件的间隔是90°
，与主流道的流程相等，侧抽力可以相互抵消，热量和压力都是最小的，同时，这种设计对模架的要求也是最小的。
图3-1塑件型腔的排列
在设计中应注意几点：
1.尽量采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保塑料件质量均匀和稳定
2.尽量使型腔排得紧凑些，以便减少模具外型尺寸
3.型腔的布置和浇口部位应力求对称，经便防止模具承受偏载而产生溢料现象
3.1.3分型面的设计
在注塑过程中，打开模具用于取出塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构与制造成本。
在选择分型面时，应遵守以下原则：
1.分型面应选择在塑件的最大尺寸处，否则，无法脱模和加工型腔。
无论塑件以何方位布置，都应以此作为首要原则。
2.尽可能地将塑件留在动模边。
因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行。
为了让塑件留在动模一侧，将型芯设在动模边，依靠薄壁塑件对型芯足够的包紧力。
但是遇致电厚壁塑件或者没有型芯，应将塑件型腔设在动模一侧为妥。
3.有利于保证塑件的尺寸精度。
4.有利于保证塑件的外观质量。
分型面上型腔壁面稍有间隙，熔体就会在塑件上产生飞边，从而影响塑件的外观质量。
因此，在光滑平整表面或圆弧同面上应尽量避免选择分型面。
5.考虑满足塑件的使用要求。
注塑件在模塑过程，有一些很难避免的工艺缺陷。
如拔模斜度，分型面上飞边以及推杆与浇口痕迹。
在分型面选择时，应从使用角度避免这些工艺的缺陷影响塑件功能。
6.尽量减小塑件在合模面上的投影面积，以减小所需合模力。
7.有利于排气。
应将分型面置于熔体充模流动的未端。
8.应有利于简化模具结构。
在安排塑件分型时，应尽可能避免侧向分型或抽芯，特别是避免在定模部分侧向抽芯。
9.非平面分型的选择应有利于型腔加工和开模方便。
本次设计分型面如下图3-2所示：
图3-2分型面
3.2成型零部件的结构设计
成型零部件的结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，以便于加工装配，使用，维修等多个角度及考虑。
3.2.1凹模的结构设计
凹模是成型塑件外表的零部件，按结构可分为整体式，组合式两大类。
（1）整体式
凹模由一整块金属加工而成，其特点是结构简单，牢固，不易变形。
塑件无缝痕迹，适用于形状较简单的塑件。
（2）组合式
当塑件外形较复杂时，采用整体式凹模加工工艺性差，若采用组合式凹模可改善加工工艺性，减少热处理变形，节省优质钢材。
采用组合式凹模容易在塑件上留下拼接缝痕迹，因此设计组合凹模时应合理组合，使拼块数量少，以减少塑件上的拼接缝痕迹，同时还应合理选择拼接缝的部位和拼接缝以及配合性质，使拼接紧密。
此外还应尽可能使拼接缝的方向与塑件脱模方向一致，以免影响塑件脱模。
由以上凹模的结构类型可知，因本次设计的塑件比较适合整体式，在此选用整体式结构。
3.2.2凸模的结构设计
凸模是用于成型塑件内表面的零部件。
与凹模相似，凸模也分为整体式和组合式两类。
凸模采用整体式结构，其结构比较简单，便于加工且成型质量好。
在本设计中，塑件凸模采用整体式结构。
塑件上的孔或槽常用镶件来成型。
在本设计中，通孔较浅，采用一端固定的镶件成型，如图3-4所示：
3.3成型零部件的工作尺寸计算
所谓成型零部件的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，型腔和型芯的径向尺寸（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。
3.3.1塑件尺寸精度的影响因素
塑件尺寸的影响因素很多，也很复杂，但是主要有以下几个因素
（1）成型零部件的制造误差
（2）成型零部件的磨损
（3）塑件的成型收缩
（4）配合间隙引起的误差
3.3.2成型零部件的工作尺寸计算
1型腔尺寸计算
理论分析和生产实践证明，对于大尺寸型腔，刚度不足是主要矛盾，应按刚度计算，而对于小尺寸型腔，在发生较大弹性变形以前，其内应力常已超过许用应力，因此应进行强度计算。
1.电机底座型腔径向与型芯径向尺寸：
型腔径向尺寸
=99.90
mm
（3-1）
②型芯径向尺寸：
=93.64mm
（3-2）
2.电机外筒型腔深度与型芯高度尺寸：
型腔深度
=180.09mm
（3-3）
②型芯高度
=179.86mm
3.4模架的确定
1．模架组合形式
选择A4型模架，其特点如下：
1）定模和动模均由两块模板组成。
2）设置推件板推出机构
2．模架组合尺寸
根据成型零件大小，我们选择560×
900的A4型模架，其具体尺寸见表5-1。
表5-1模架具体尺寸（mm）
L
lT
Lt
lM
lm
定模座板
定模板
900
814
840
450
700
200
推件板
动模板
动模垫板
垫块
动模座板
导柱直径
63
40
4.浇注系统设计
浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到型芯内，并在填充及凝固过程中将注塑压力传递塑件的各个部位，而得到要求的塑件。
浇注系统一般由浇口套，主流道，分流道，冷料穴，组成：
如图4-1所示。
图4-1浇注系统的组成
浇注系统的设计对注射成型效率和塑件的质量有直接的影响，是注射模设计中重要的一环。
4.1浇注系统的确定原则
1塑料成型特性。
浇注系统设计要满足所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量
2塑件大小及形状。
根据塑件大小，形状，壁厚，技术要求等要素。
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型芯，而引起受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病各部位等问题，从而采取相应的措施或留有休整的余地。
3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还是一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。
4塑件外观。
设置浇注系统时应考虑到去除休整进料口方便。
同时不影响塑件的外表美观。
5注射机安装模板的大小，在塑料件投影面积比较大时，浇注系统的设计应考虑到注射机模板大小是否允，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注射时受力不均。
6成形效率。
在大量生产时设置生产时，设置浇注系统还应考虑到成型质量的前提下尽量缩短流程减断面积以缩短填充及冷却时间，缩短流程成形周期，同时减少浇注系统中的回料量。
7冷料。
在注射间隔时间内，喷嘴端部的冷料必须除去，防止注入型腔影响塑件质量，所以设计浇注系统时应考虑储存冷料措施。
4.2主流道的设计
1主流道通长设计成圆锥形，其锥角2°
至4°
，本设计中取为3°
，内表面的粗糙度取0.4
2防止主流道与喷嘴处溢料。
主流道对接处紧密对接，主流道的对接还应制成半球凹坑，其半径为1mm。
3为了减小料流转向过渡的阻力，主流道大端成圆角过渡，其圆角4mm
4在保证塑料良好的成型条件下，主流道L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，便于脱模，使塑料降温过多而影响成型质量。
5由于主流道与塑料溶体,喷嘴反复接触，碰撞因此将主流道制成可折卸的主流道套，便于用优质钢材加工及热处理．衬套分为A,B型，其中A型衬套大端高出定模板H＝5－10mm，起定位环作用在设计选A型衬套，高出定模板部份注射机定位孔呈间隙配合。
此次设计采用潜伏式交口。
4.3分流道的设计
多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大时）应尽量设置分流道。
分流道是指主流道与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。
它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。
因此分流道的没计应满足良好的压力传递和保持良好的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小些。
能将熔体均匀地分配到各个型腔。
（1）设计要点：
1.分流道的尺寸需要根据塑件的壁厚，成型体积形状复杂程度以及所用塑料的流动性因素而定。
浇道长度一般在8-30mm，也可根据型腔数和布置取得更短些，但不宜小于8m，否则会给修剪带来困难。
2.在解决塑料分流道中的热量损失和料流阻力均应小与回料量也应少相矛盾时。
先得保让塑料在足够压力的压力下射入，并充满整个型腔，其次才是尽量减少分流道端面的尺寸和长度。
3.当分流道设计得比较长时，其末端应有冷料穴，以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔，从而造成充填不满或影响塑件的熔接牢度。
4.分流道的粗糙度不宜太小，以免将冷料带入型腔。
粗糙度一般达到国标表面光滑洁度6即可。
使其低于主流道粗糙度。
这样可增大料流的阻力，降低其流速，以保证与中心料流有相对的速度差。
4.4浇口设计原则
进料口是浇道与型腔最短的一段距离，能够增加和控制塑料进入型腔的流道并封闭装填在型腔内的塑料。
1.浇口尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动。
2.浇口位置应使流程最短，料流变向最少，并防止型芯变形。
3.浇口位置应有利于流动排气和补料。
4.浇口位置及数量应有利于减小熔接痕和增加熔接强度。
5.浇口位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位，进料口位置的选择塑料流能量损失最小
浇道的设计
1.应使填充型腔各部位流程最短并得保证充满腔，应使流料变向越小越好
2.应使最终压力有效的传递到塑件较厚部位以减少缩孔，并得到薄壁部份也能充满。
3.应使进入型腔的塑料能顺利地将模腔内的空气排出，且不要立即封闭排气系统，应减少和避免塑件的熔接痕。
4.对有镶件的注射模，进料口的位置不能使流动的塑件冲击镶块，但也不能离镶件太远，否则塑料流到镶块时变冷使熔接不好。
5.进料口的位置及大小应考虑到型芯的影响，尽量避免进入的塑料正面冲击型芯，尤其对较小直径型芯，否则将使注射压力损耗或型芯弯曲变形。
6.塑件外观要求高的进料口不充许设置在表面上，同时应考虑清理方便，不损耗塑件。
4.5浇口的类型
在注射模设计中常用的浇口形式有如下几种。
1.直接浇口
这种浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失下，成型容易，因此它适合于任何塑料，常用于成型大而深的塑件。
2.矩形侧浇口
矩形侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料。
侧浇口应用于中小型制品的多型腔注射模，其优点是截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，缺点是制品的外表面留有浇口痕迹。
3.扇形浇口
扇形浇口是矩形浇口的一种变异形式。
在成型大平板状及薄壁塑件是，宜采用扇形浇口
4.膜状浇口
用于成型管状塑件及平板状制品，其特点是将浇口的厚度减薄，而把浇口的宽度同塑件的宽度作成一致。
故这种浇口又称为平面浇口或缝隙浇口。
5.轮辐浇口
轮辐浇口将整个圆周进料改为几小节圆弧进料，这样浇口料较少，去除浇口方便，且型芯上部得以定位而增加了稳定性，缺点是增加了接缝线，对塑件强度有一定影响，它也适用于圆筒形塑件
6.爪形浇口
它在型芯头部开设流道，分流道与浇口不在同一平面内，主要用于塑件内孔较小的管状塑件和同轴度要求的塑件，由于型芯顶端伸入定模内起定位作用，避免了弯曲变形，保证了同轴度
7.点浇口
点浇口又称针点浇口，是一种在塑件中央开设浇口时使用的圆形限制浇口，常用于各种壳类，盒内塑件。
点浇口的优点是浇口位置能灵活的确定，浇口附近变形小，多形腔时采用点浇口易平衡浇注系统，对于投影面积较大的的塑件或易变形的塑件，采用多个点浇口能够取得理想的效果；
缺点是由于点浇口的截面积小，流动阻力大，需提高注塑压力，宜用于成型流动性好的热塑性塑料，采用点浇口时，为了能取出流道凝料，必需使用三板式双分型面模具或二板式热流道模具，费用较高。
从上面几种点浇口的介绍并结合衬套的实际情况，可以选取择有两种：
点浇口和潜伏式浇口，下面分析两种浇口的优劣：
点浇点：
制作简单，加工方便，技术比较成熟。
但是不能实现塑件和凝料和自动分离，要增加后续工序除料
潜伏式浇口：
除具有点浇口所有的优点，还能自动切断凝料。
本次设计中选用潜伏式浇口。
5.注射机的选择
注射机为塑料注射成型所用的主要装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。
注射机规范的确定是根据素件的大小及型腔的数目和排列方式，再确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出形程，开模距离等进行计算。
根据这些参数选择一台和模具相配的注射机。
5.1注射机的规格
注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，我们选择注射机型号为XS-ZY-1000,它的技术规格如表3-1所示。
表3-1注射机技术规格
型号
螺杆直径（mm）
注射容量（cm3）
锁模力（kN）
XS-ZY-1000
85
1000
1210
最大注射面积（cm3）
模板行程（mm）
定位孔直径（mm）
1800
模具厚度（mm）
喷嘴
顶出
两侧
中心孔径（mm）
最大
最小
球半径（mm）
孔半径（mm）
孔径（mm）
孔距（mm）
300
18
7.5
20
850
5.2注射机的校核
5.2.1注射机注射容量校核
塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。
注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量
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