【毕业设计论文】塑料螺栓的注射模设计-全文【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 塑料螺栓的注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的 C A D / C A M技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密 加工技术。本论文根据工程实际的需要完成塑料螺栓的注射模设计。在设计中采 用 A B S塑料注射成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工艺性， 确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备， 确定了模具制作的总体方案， 分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺 寸计算和强度的校核。 关键词 模具 塑料 螺栓 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e T h e D e s i g n o f P l a s t i c I n j e c t i o n M o u l d o f P l a s t i c B o l t s A b s t r a c t T h e m o l d m a n u f a c t u r e t e c h n o l o g y r a p i d d e v e l o p m e n t , h a s b e c o m e t h e m o d e r n m a n u f a c t u r e t e c h n o l o g y t h e i m p o r t a n t c o n s t i t u e n t . I f t h e m o l d C A D / C A M t e c h n o l o g y , t h e m o l d l a s e r f a s t t a k e s s h a p e t h e t e c h n o l o g y , t h e m o l d p r e c i s e f o r m e d t e c h n o l o g y , t h e m o l d u l t r a p r e c i s e p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y . T h e p l a s t i c i n j e c t i o n m o u l d o f p l a s t i c b o l t s b a s e d o n p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g w a s d e s i g n e d . I n t h e d e s i g n t h e p l a s t i c i n j e c t e d a n d f o r m e d w i t h A B S , a n d t h e r e w e r e t w o c a v i t i e s i n t h e m o u l d . T h e t e c h n o l o g y o f m a n u f a c t u r e p a r t i c u l a r l y w a s a n a l y z e d . T h e t e c h n o l o g y p a r a m e t e r o f t h e p l a s t i c , t h e f o r m i n g m e t h o d , f o r m i n g e q u i p m e n t i n t h e c o u r s e o f u s i n g t h e m o u l d a n d t h e c o l l e c t i v i t y b l u e p r i n t o f m o u l d d e s i g n w e r e c o n f i r m e d . T h e c o l l e c t i v i t y s t r u c t u r e o f t h e m o u l d a n d t h e p a r t i c u l a r s t r u c t u r e o f a l l t h e w o r k s e c t i o n w e r e a n a l y z e d a n d r e s o l v e d . E s p e c i a l l y , s i d e - l o o s i n g c o r e a n d c o n s t i t u t e c o r e s s t r u c t u r e , c o n d u c t s s o m e n e c e s s a r y d i m e n s i o n c a l c u l a t e a n d i n t e n s i o n i n s p e c t w e r e a d o p t e d . K e y w o r d s M o l d P l a s t i c B o l t 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言 1 1 . 1 国内外模具技术发展水平1 1 . 2 技术发展趋势3 1 . 3 塑料注射模具的设计步骤4 1 . 4 课程任务要求5 2 方案分析与设计 6 3 塑料螺栓注射模的详细设计 7 3 . 1 塑料注射成型机的选择7 3 . 2 注射模具分型面的选择1 0 3 . 3 注射模具浇注系统的设计1 1 3 . 4 注射模具成型零件和模体的设计1 6 3 . 5 注射模具的侧抽芯机构的设计1 8 3 . 6 注射模具的顶出机构的设计2 1 3 . 7 注射模具的温度调节系统的设计2 1 3 . 8 模具结构的设计2 3 4 注射模加工工艺的设计2 5 4 . 1 模板的平面加工2 5 4 . 2 孔及孔系的加工2 5 5 塑料注射模具型腔常用加工方法及设备2 8 5 . 1 型腔的普通加工方法及设备2 8 5 . 2 型腔的特种加工方法 2 9 结束语 3 0 致谢 3 1 参考文献3 2 1 引言 模具是工业生产的基础工艺装备，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的 重要标志之一。模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。 在我国模具工业总产值中，冲压模具占5 0 % , 塑料模具占3 3 % , 压铸模具占6 % ，其它 各类模具占1 1 % 。模具产品的应用面很广，汽车、摩托车部件、电视机、冰箱、洗衣 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 机、空调、轮胎及其它一些工业产品和塑料制品都需要模具来成形。模具产品以其高 精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低耗能耗材，引起了国民经济各产业部 门的重视。模具在整个国民经济中占有重要地位 1 。 1 . 1 国内外模具技术发展水平 1 . 1 . 1 国外模具技术发展及目前水平 模具产品是工业产品制造的基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的 重要标志之一。西方发达国家为了适应工业产品品种多、更新快、市场竞争激烈的局 面，加强了对生产周期短、精度高、寿命长、成本低的模具产品的研究和开发，近十 多年来，以日本、美国等发达国家为代表的国外先进国家的模具技术水平得到了飞速 发展，主要表现在以下几个方面: （1 ）在模具设计制造中已普遍应用C A D / C A M / C A E 技术。 模具C A D / C A M / C A E 技术是计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助分析技 术。该技术的应用，能极大地提高模具产品的设计水平、制造水平和分析测试水平。 从而达到缩短生产周期提高产品质量和精度，降低产品成本的目的。是模具产品生产 的一场革命。目前国外发达国家已普遍采用这一技术。我国目前己有许多企业应用这 一技术，但从总体来说，应用面还不是很普遍。 （2 ）快速原型制造( R P M ) 技术已得到广泛应用。 R P M 是激光、光学扫描、先进的新型材料、计算机、数控综合应用的高新技术， 该技术摒弃了传统的机械加工方法，对制造业的变革是一个重大的突破。与传统的机 械加工相比，应用该技术具有制模周期短、成本低、精度高和寿命长的优势，是综合 经济效益比较显著的一类制造模具的技术。该技术已被汽车、航空、家电、船舶、医 疗等行业广泛应用。国外大型企业如通用、福特、法拉利、丰田、麦道等企业都积极 在产品设计制造中采用这项技术。在我国，一些重点模具企业已运用R P M 技术进行模 具产品的设计和制造，并收到了较好的效果。但大多数企业还没有应用该技术。 （3 ）模具标准化程度高。 模具标准化主要包括模具产品标准、材料标准、加工标准和模具标准件。模具标 准化和模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模 具制造周期，而且能提高模具质量和降低产品成本。因此，国外发达国家的模具标准 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 化程度很高，一般8 0 % 左右，而我国模具企业的标准化程度还较低，一般3 5 % 左右。 （4 ）模具敏捷制造系统发展较快。 敏捷制造是一种能从受市场变化和个性化客户需求驱动而动态多变的不可预测 的竞争环境中求得生存和发展的能力；是一种新的经营竞争型系统，它不局限于一个 企业，还可以通过虚拟企业来组织生产、使企业可通过根本性的组织再设计和制定新 的市场战略，综合制造、信息、管理等领域的新技术来达到敏捷制造。目前国外先进 国家的模具敏捷制造发展较快。这也是我国模具行业的近期发展目标。另外，高速铣 削加工技术、超精加工和复合加工技术、热流道技术等己在国外先进国家得到了很好 的应用。这些先进的技术的应用极大地提高了这些国家模具产品的质量、精度。缩短 了生产周期，提高了经济效益，提高了产品的竞争力。 1 . 1 . 2 国外模具技术发展及目前水平 近几年来，我国模具技术有了很大发展，水平有了较大提高。大型、精密、复杂、 高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，我国主要 汽车模具企业，己能生产部分轿车覆盖件模具，体现高水平制造技术的多工位级进模 的覆盖面大增，已从电机、电器铁芯片模具，扩大到接插件、电子枪零件、空调器散 热片等家电零件模具上。塑料模具已能生产3 4 英寸大屏幕彩电和4 8 英寸背投式电视的 塑壳模具，6 . 5 公斤大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险缸和整体仪表板等塑料模 具。塑料模具热流道技术日臻成熟，气体辅助注射技术己开始采用。压铸模方面已能 生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等，模具质量、模具寿命明显 提高，模具交货期缩短。模具C A D / C A M / C A E 技术较广泛地得到应用，并开发出了有自 主版权的模具C A D / C A M / C A E 软件。 模具标准件应用更广泛，品种有所扩展。优质模具钢的应用有较大进展，但应用 面还不够广泛。国产模具钢钢种不全，不成系列，多品种，精料化，制品化等尚待解 决。模具标准化程度和模具标准件生产水平有了较大提高，但总体来说标准化程度还 太低，标准件生产规模还不大，品种有待发展，质量有待进一步提高，模具修复技术 也有进步，除电刷镀修复模具外，又引进和开发了多种脉冲焊接机，修复效果较好。 1 . 2 技术发展趋势 2 当前，我国工业生产的特点是产品品种多，更新快和市场竞争激烈。模具技术的 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 发展应该与这些要求相适应。 1 . 2 . 1 在模具设计制造中将全面推广C A D / C A M / C A E 技术 模具C A D / C A M / C A E 技术，是模具技术发展的一个飞跃，全面普C A D / C A M / C A E 技术的 条件已基本成熟。由于模具C A D / C A M 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年 来模具C A D / C A M 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度。 1 . 2 . 2 快速原型制造( R P M ) 及相关技术将得到更好发展 快速原型制造技术是基于新颖的离散/ 堆积成形思想，根据零件C A D 模型，快速自 动完成复杂的三维实体( 模型) 制造。P R M 技术可直接或间接用于模具制造，从模具的 概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需的时间的1 / 3 和成本的1 / 4 左右。 1 . 2 . 3 高速铣削加工将得到更广泛的应用 国外高速铣削加工，主轴转速可达4 0 k r / m i n 6 0 0 k r / m i n ，快速进给速度可达到 3 0 8 0 m / m i n ，加速度可达2 . 5 g ，挨刀时间可提高到1 2 s 。大幅度提高了加工效率， 并可获得R a l m 的表面粗糙度， 使用高速铣削可缩短模具制造周期， 降低产品成本。 1 . 2 . 4 模具高速扫描及数字化系统将得到更好地运用 高速扫描机和模具扫描系统，该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模 型所需的诸多功能，大大缩短了模具的研制制造周期，有些快速扫描系统，可快速安 装在已有的数控铣床及加工中心上。高速扫描机扫描速度最高可达3 m / m i n 。 1 . 2 . 5 超精加工和复合加工将得到发展 随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过l m 的超精加工技术和集 电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。兼备两种以上工 艺特点的复合加工技术在今后的模具制造中将有广阔的前景。 1 . 2 . 6 热流道技术将得到推广 由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省制件的 原材料和节约能源。国外热流道技术的发展很快，塑料模具己有一半用上了热流道技 术，有的厂甚至己达8 0 % 以上，国内近几年来已开始推广应用，但总体还达不到1 0 % 。 1 . 2 . 7 模具标准化程度将不断提高 模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到3 5 % 左右。国外发达国家一般为8 0 % 左右，为了适应模具工业发展，模具标准化工作必将 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 加强，模具标准化程度将进一步提高，模具标准件生产和销售也必将得到发展。 1 . 3 塑料注射模具的设计步骤 3 5 1 . 3 . 1 塑件的工艺性分析 （1 ）本课题是对塑料螺栓注射模设计。首先对塑料螺栓进行观察并进行测绘， 尺寸大都是估算值，无特殊要求，尺寸公差按 I T 7 级精度查取。 （2 ）塑件结构工艺性分析： （a ）塑件无型芯等，塑件结构简单，成型性能良好； （b ）塑件有外螺纹，用哈夫分型方便脱模； （c ）从塑件结构看，设置一个分型面。 （3 ）塑件表面要求光滑无裂痕，未明确粗糙度值的按 R a 3 . 2 要求。 1 . 3 . 2 塑料螺栓材料的选择 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 2 . 2 范围内，在众多的材料中只有比木材的相当密 度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。 塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。 且塑料材料具有优异的加工性能。 塑料螺栓选择的材料为 A B S 。其有几大优点： （1 ）综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降； （2 ）耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好； （3 ）水、无机盐、碱、酸对 A B S 几乎无影响； （4 ）尺寸稳定，易于成型和机械加工。 1 . 3 . 3 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图入手， 根据塑件的具体情况， 经过认真考虑、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。以下就是装配草图中应考虑到的几个重要部分： （1 ）选择成型设备。根据塑件的具体情况，选择相适应的注射机并进行模具设 计。成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是最大投影面积。根据这 两个参数及可选用合适的成型设备。 （2 ）确定浇口位置及结构形式。模具设计中的一个重要环节就是浇口套的位置 确定。浇口位置是保证浇注塑件快速和均匀的关键，所以我们要在保证塑件表面不受 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排气方法等，使 注射时物料流畅，易于成型，且易于清除浇注塑料。 （3 ）确定分型面的位置和结构形式。分型面是塑件取出时和浇注系统分离的接 触面。一般情况下我们在设计时应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口 形式、脱模方式、嵌件位置以及排气、清除飞边、便于加工等因素，通盘考虑。 （4 ）确定主要结构件的尺寸。通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮 廓，这时应确定导向机构的导柱及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和 安装位置，以及各组合部分的连接形式及所必须的支承板、支承块等。 （5 ）侧抽机构的确定。由于采用哈夫分型，根据塑件具体尺寸及螺纹结构选择 合适的侧抽机构。 （6 ）顶出机构的确定。定模与动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落 在动模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障碍，由于重力作用，塑件可自由 脱落。顶出机构顶出流道凝料。 （7 ）成型零件的结构及安装方法。塑件成型的好坏直接影响塑件质量、加工的 难易程度。选择合理的成型位置能使成型结构在现有的设备状况下，基本满足技术上 的需要，易于加工、易于修改维修和更换。 （8 ）确定温度调节方式。温度直接影响了塑件成型的尺寸、质量等，每个模具 都必须设计好温度控制部分，为了取得较好的冷却效果，冷却回路应有良好的布局， 如冷却回路的位置、尺寸形状，并预先留出足够的冷却水路的安装空间。 1 . 3 . 4 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按 1 ：1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 1 . 4 课程任务要求 本课题是塑料螺栓注射模的设计。要求对塑件进行测绘，并完成其 C A D 三维造型 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 设计。塑料螺栓注射模要求一模两腔，并自动脱凝料。完成该注射模具装配图设计、 全部零件图纸设计、模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工 艺设计。 2 方案分析与设计 塑料螺栓是一个结构简单的零件，设计的重点在于外部的螺纹结构。根据塑件的 结构特点，成型模具需要采用哈夫分型成型结构。根据查找的各方面资料，初步确定 可以通过斜滑块抽芯或自动脱螺纹两种方法来实现。后者虽然能实现外螺纹的成型， 但结构复杂，考虑到塑料螺栓一般不用于高强度的连接，有一定装饰作用，精度要求 不是太高。用哈夫分型不仅可以完成外螺纹的成型，同时还能自动脱模，一举两得。 在比较之后，采用了哈夫分型机构来实现我的设计理念。 具体方案如图 2.1 所示。开模时，模具沿- 面开始分型，动模后退，带动两侧 哈夫块向两侧移动， 当达到开模距离时， 由于螺栓头在前由于重力作用塑件自动脱落， 达到自动脱件目的。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 装配图 3 塑料螺栓注射模的详细设计 3 . 1 塑料注射成型机的选择 3 . 1 . 1 注塑机简介 1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机，这是注塑成型工艺技术的一大突 破，目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%；注塑机的产量占整个塑料机械产量 的50%，成为塑料成型设备制造业中增长最快，产量最多的机种之一。 注塑机的分类方式很多，目前尚未形成完全统一标准的分类方法，常用的有： （1）按设备外形特征分类：卧式、立式、直角式、多工位注塑机； 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2）按加工能力分类：超小型、小型、中型、大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类，但日常生活中用的较少。 3 . 1 . 2 注塑机基本参数 注塑机的主要参数有注射压力、注射速度、公称注射量、锁模力、塑化能力、合 模装置的基本尺寸、开合模速度和空循环时间等。 （1）注射压力。为了克服熔料流经喷嘴、浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱 塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。 （2）注射速率。为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔 料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。 （3）公称注塑量。指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行 程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。 （4）锁模力。注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用 下模具不应被熔融的塑料所顶开。 （5）塑化能力。单位时间内所能塑化的物料量。若塑化能力高而机器的空循环 时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。 （6）合模装置的基本尺寸。包括模板尺寸、拉杆空间、模板间最大开距、动模 板的行程、模具最大厚度与最小厚度等。 （7）开合模速度。为使模具闭合时平稳，及开模、推出制件时不使塑料制件损 坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢,开模时由慢到快。 （8）空循环时间。在没有塑化、注射保压、冷却、取出制件等动作的情况下， 完成一次循环所需的时间。 3 . 1 . 3 注射成型机的计算 6 （1 ）注射容量 注射容量以注射机注射 A B S 时在对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大 行程所能达到的最大容量。注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映 了注射机的注射能力，标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体积，再加 上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 V m 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 根据公式：V m 0 . 8 V z 式中 V m 成型零件与浇注系统体积总和，c m 3 ； V z 注射机最大注射容量，c m 3 。 塑件体积估算： V m = 4 2 53 2 43 2 32 2 21 2 1 2 1 2 1 22hRhRhRhRhR+ =30214. 320614. 320214. 3101214. 3232814. 32 22222 + =4 . 05 . 29 .20+=8 .23c m 3 式中 1 R螺栓半径，m m ； 2 R螺栓头估计半径，m m ； 3 R 浇口套小端半径，m m ； 4 R浇口套大端半径，m m ； 5 R 分流道直径，m m ； 1h螺栓螺纹长度，m m ； 2 h螺栓头厚度，m m ； 3h 主流道长度，m m ； 4 h分流道长度，m m 。 （2 ）最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说 在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S 。 根据公式：S =dlR + 2 =3041214. 3 2 += 1 8 . 8 4 c m 2 式中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； R 螺栓头估计半径，m m ； d分流道直径，m m ； l分流道长度，m m 。 （3 ）模具的闭合高度 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定 着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合 以下公式： Hm i nH Hm a x 式中 Hm i n注射机允许的最小厚度，m m ； 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 H 注射机的实际闭合高度，m m ； Hm a x注射机允许的最大厚度，m m ； H =164025652016+= 1 8 2 m m ； （4 ）定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采 取动配合的连接形式，以保证模具体对中。由于此模具较小，于是把定位环与浇口套 做成一体的。 （5 ）模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此 注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射 模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。 （6 ）模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便 于注射机顶杆通过。 综合考虑上述条件，注射机选择型号 S Y S - 3 0 。如表 3 . 1 所示： 表3 . 1 S Y S - 3 0 注射机技术参数表 特性 内容 特性 内容 结构类型 卧式 最大注射面积（cm 2） 130 理论注射容积（cm 3） 30 最小模具厚度（mm） 70 螺杆(柱塞)直径（mm） 28 最大模具厚度（mm） 200 注射压力（MPa） 157 喷嘴圆弧半径（mm） 18 锁模力（KN） 500 喷嘴孔径（mm） 3 3 . 2 注射模具分型面的选择 模具上用以取出塑件及浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面。分型面是 决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系， 并且直接影响着塑料熔体的流动充填及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 计的一个关键内容。 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 7 分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面分型面、阶梯分型面、倾 斜分型面、曲面分型面和瓣合分型面。 3 . 2 . 2 分型面选择的原则 分型面选择的基本原则有： （1 ）有利于塑件脱模和简化模具结构； （2 ）有利于保证塑件质量和尺寸精度； （3 ）有利于侧向抽芯； （4 ）有利于防止溢料； （5 ）有利于排气； （6 ）有利于成型零件的加工。 3 . 2 . 3 塑件分型面的选择 按照塑件结构，可以有两种分型面方案，如图 3 . 1 所示： 方案 1 方案 2 图 3.1 分型面 根据分型面选择原则，综合比较两个方案，选定方案 1 为最终方案。方案 1 开模 后塑件全部留在动模侧，符合分型面设计原则，简化了模具结构，且缩短了流道，节 约材料，提高经济效益。 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 8 1 0 3 . 3 . 1 注射模具浇注系统的组成 模具的浇注系统包括：主流道、分流道、浇口及冷料穴，它是将熔融的塑料从注 射机喷嘴进入模具型腔所经的通道。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可 以采用一模多腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型 周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如 下原则： （1 ）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象； （2 ）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸； （3 ）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量； （4 ）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则 塑料耗费大） ：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小； （5 ）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落， 及分流道尽可能平衡布置； （6 ）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残 痕不应影响塑件的外观； （7 ）合理设计冷料穴。 12 34 5 23 4 15 a ）b ） 1 - 主流道；2 - 分流道；3 - 浇口；4 - 冷料穴；5 - 塑件 图 3 . 2 注射浇注系统的组成 3 . 3 . 2 注射模具主流道的设计 （1 ）主流道的设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它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，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间。 主流道的设计遵循以下几点原则： （a ）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密 对接，主流道对接处设计成半球形凹坑通常主流道进口端凹坑的球面半径 S R 要比喷 嘴球面半径 S R 大 1 m m 2 m m ，凹入深度约 4 m m 5 m m ，为了补偿主流道与喷嘴 的对中误差，主流道进口端的直径 D 应比喷嘴出口直径 d 大 0 . 5 m m 1 m m ； （b ）主流道出口端呈过渡圆弧，其半径取 r = 1 m m 3 m m , 以减少流速转向过渡 的阻力； （c）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道 的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形； （d ）为便于从主流道中拉出凝料，主流道设计成圆锥形，锥度取 2 4 ，过 大会造成流速减慢，易成涡流，内表面的粗糙度为 R a 0 . 8m； （e ）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道 部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼 作定位环， 圆盘凸出定模端面的长度一般定为 5 m m 1 0 m m ， 大型模具时为 1 5 m m 左右。 当模架较小时，可以把主流道衬套与定位环做成一体的。 （2 ）浇口套的设计 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 T 8 A 、T 1 0 A 等材料制造，热处理淬火硬度 5 3 H R C 5 7 H R C 。主流道浇口套及其固定形式如图 3 . 3 所示： 图 3 . 3 主流道浇口套及其固定形式 注射机 S Y S - 3 0 喷嘴球半径为 1 8 m m ，喷嘴孔径为 3 m m 。所以要使浇口套端面的 凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 1 9 m m ，圆锥孔的小端直径 则应大于喷嘴口内径，取 4 m m ，如图 3 . 4 所示： 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 4 浇口套 3 . 3 . 3 注射模具浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择直 接影响到塑件能否完好的、高质量的注射成形。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇 口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒 类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺 寸最小的部位。 （1 ）浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用侧浇口、直接浇口、中心浇口、环形浇口、爪形 浇口和轮辐式浇口等。 （a ）侧浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型 腔，其截面形状多为扁槽，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 上, 特点是：由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易， 不留明显痕迹。 （b ）直接浇口。直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形 式的浇口只适于单型腔模具。特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有 利于消除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最 小，模具结构紧凑，注射机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难， 去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 （c ）中心浇口。当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内 浇口开设在该孔处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口。它具有直接浇 口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。 （d ）环形浇口。对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口。环形浇口 的特点是进料均匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易 排出，熔接痕可基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 （f ）爪形浇口。爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥， 其头部与主流道有自动定心的作用。爪形浇口的缺点与轮辐式浇口类似，主要适用于 成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 （e ）轮辐式浇口。轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进 料改为数小段圆弧进料。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多且去除浇口容易。 这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮 辐浇口的缺点是增加了熔接痕，会影响塑件的强度。 （2 ）浇口的选择原则 （a ）尽量缩短流动距离； （b ）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； （c ）浇口应开设在塑件厚壁处； （d ）考虑分子定向的影响； （e ）减少熔接痕，提高熔接强度。 根据以上几点原则以及模具一模两腔的要求，选择侧浇口，如图 3 . 5 所示。侧浇 口为扁平形状，可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 而不影响塑件的外观。浇口设置在塑件侧面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射 效率高。 图 3 . 5 侧浇口 3 . 3 . 4 注射模具分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。 分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等，圆形和正方形截面流 道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积） ，塑料熔体的温度下降小， 阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产 中较常用的截面形状为梯形、半圆形及 U 形。 （1 ）分流道的设计要点总体归纳如下： （a ）分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失； （b ）保证熔体迅速和均匀地充满型腔； （c ）分流道和型腔的分布原则是排列紧凑，间距合理； （d ）分流道设计采用较小的截面积，以便在试模时为必要的修正留有余地； （e ）总体分布中，应考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路空间。 （2 ）分流道的布局 根据塑料螺栓注射模要求一模两腔所以选取平衡式分流道。这种布置可实现均衡 送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会 造成份流道过长的缺点。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比圆形稍差， 但加工起来比圆形截面要简单。 （3 ）分流道的长度 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。 3 . 3 . 5 冷料穴的设计 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存 注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进 入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推板 式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。 3 . 4 注射模具成型零件和模体的设计 3 . 4 . 1 注射模具型腔的结构设计 1 1 型腔的结构形式大致可以分为以下几种： （1 ）整体式 整体式型腔由整块材料加工而成的型腔。它的优点是：强度和刚度都相对较高， 且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。 （2 ）整体组合式 型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工， 特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的 同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。 （3 ）局部组合式 型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔 多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。 （4 ）完全组合式 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于 抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大 面积塑件的大型型腔上。 塑料螺栓注射模的型腔部分不是很复杂，可利用电火花进行。这里选择整体式型 腔，由左右两块哈夫块并合而成。 3 . 4 . 2 注射模具成型零件的尺寸确定 （1 ）塑料制品的成型收缩率的计算 塑料制件从模具中取出发生尺寸收缩的特性称为塑料的收缩性。影响收缩的基本 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 41 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 因素有塑料品种，塑料特性，进料口的形式、尺寸、分布，成型条件。塑料的收缩数 据是以标准试样实测得到的。查表得 A B S 的计算收缩率为 0 . 3 0 . 8 ，取其平均 收缩率为：0 . 6 。 （2 ）型腔尺寸计算 （a ）径向尺寸 A B S 的一般精度等级为 6 级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的外径 D = 2 4 . 0 0 ，所以查表得= 0 . 4 5 m m ， 按照平均收缩率计算凹模