塑料顶块的注塑模具设计【一模八腔】【说明书+CAD】
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塑料顶块的注塑模具设计【一模八腔】【说明书+CAD】,一模八腔,塑料,注塑,模具设计,说明书,CAD
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毕业设计（论文）任务书2013年 9 月 19 日毕业设计（论文）题 目顶块塑料模设计题目来源自拟指导教师职称讲师所在部门机械技术学院学生姓名学号19班 级模具11132所属院系专业模具外语翻译要求翻译后中文字数约2500字左右，内容与课题相关。课题需要完成的任务【工程设计类课题：】 根据导师下达的毕业设计任务，查阅相关设计资料（不少于5本），综合应用所学的专业知识，填写开题报告。对产品进行分型工艺分析，制订完整的工艺方案，计算所需的工艺数据，设计合理的模具结构，正确选用标准件和常用件。绘制装配图（1-2张）和主要工作部分零件图（不少于5张）。编写注塑工艺卡片和主要工作部分零件加工工艺过程卡，撰写完整的设计说明书1份（15000字以上）。课题计 划 安 排序号内 容时 间 安 排1查阅相关设计资料填写开题报告2013.9.239.292制订完整的塑料模具设计方案及计算工艺数据2013.9.3010.113设计塑料模结构，绘制装配图和零件图2013.10.1411.14整理塑料模设计说明书2013.11.411.85填写冲压工艺卡、零件加工工艺过程卡、小结打印所有资料并装订2013.11.1111.15计划答辩时间2014年4月20日答辩提交资料2014年4月18日教研室主任审核意见签名： 分类号：毕业设计（论文）题 目 英文并列题目 二 零 年 月摘要 进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。塑料制品在人们的日常生活中随处可见，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广泛，而且因为不同塑件的外形不同，注塑模具也就有了很大的不同。 本设计是关于顶块的注塑模具设计，通过注塑机注塑成形零件。首先运用UG对塑件进行三维图的绘制，然后转成二维模型，进行导出，再运用AutoCAD软件修改二维模型。介绍了注塑机的选用，塑件的选材，浇注系统的设计，分型面及型腔数目的设计，导向、脱模及冷却系统的设计等，以及对模具的校核。 随着塑料加工工业持续快速发展，塑料制品在工业、农业、军事及人民生活的各个领域得到广泛的应用，塑料制品的研究、生成与应用开发得到迅速发展，塑料模具的设计、制造技术也随之不断提高。塑料制品业是一个新兴大行业。随着我国国民经济持续高速发展已逐步发展壮大，自上世纪90年代以来，塑料行业一直保持在10%以上的增长速度，已成为轻工业的支柱产业之一。随着CAD/CAM/CAE技术的引用，更是显著提高了模具设计的效率，减少模具设计过程中的失误，提高了模具和塑件的质量，缩短了生产周期，降低了模具和塑件的成本。 关键词: 模具设计 注塑模具 顶块 Pro/E AbstractInto the 21th century, Chinas plastics industry has made achievements that attracted worldwide attention, achieved a historic leap. Chinas booming plastics industry, economic modernization in China is playing an increasingly important role. Plastic products in peoples daily life everywhere, so the injection mold growing demand, broad market prospects, but also because of different shape with different plastic parts, injection molds will have a big difference. This design is about theTop block injection mold design, injection molding parts by injection molding machine. First use of UG on plasticPieces of three-dimensional mapping, and then turn into a two-dimensional model, export, re-use of AutoCAD software to modify the two-dimensional model. Describes the selection of injection molding machines, plastics material selection, design of gating system, the number of sub-surface and cavity design, direction, stripping and cooling system design, as well as checking on the mold. With the sustained and rapid development of plastic processing industry, plastic products in the industrial, agricultural, military and peoples life has been widely used in various fields, plastic products, research, generation and application development is the rapid development, plastic mold design and manufacturing technology with S continues to increase. Plastic products industry is an emerging industry. With the rapid development of Chinas national economy has gradually grown since the last century, 90 years, the plastics industry has remained at over 10% growth rate, has become one of pillar industries in light industry. With the CAD / CAM / CAE technology, reference, but also significantly improve the efficiency of mold design, mold design process to reduce errors and improve the quality of molds and plastic parts, shortening the production cycle, reducing mold and plastic parts Costs. Keywords: Mold design Injection mold Voice switch Pro/E无锡职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号产品名称定模镶块零（部）件名称共 页第 页材料牌号CrWMn毛胚种类方形毛胚外形尺寸75*85*25每毛胚可制件数1每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1备料选择毛坯外形75*85*252粗加工铣外形至71*81*213半精加工70.2*80.2*20.24划线打点 划螺纹位置（根据实际情况加工图纸未注初）5钻孔钻螺纹底孔至图纸要求6攻牙攻螺纹孔7型芯加工用3D模型进行编程，留精加工余量208淬火55-60HRC9磨削磨削外形至尺寸要求70*80*20 10精加工型芯加工到尺寸要求（利用3D建模编程）11检验检验是否符合尺寸和精度要求编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期无锡职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号产品名称动模固定板零（部）件名称共 页第 页材料牌号45#毛胚种类方形毛胚外形尺寸每毛胚可制件数1每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件10铣铣模仁腔体和浮升销导向装置（留0.3的精加工余量）20划线划螺纹位置（图纸未注出）顶针孔位位置度不超过0.0230钻孔 钻螺纹底孔和顶针孔（顶针孔比顶针大1mm）40攻牙攻固定螺纹螺纹50精加工加工腔体至尺寸要求 编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期无锡职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号产品名称定模固定板零（部）件名称共 页第 页材料牌号45#毛胚种类方形毛胚外形尺寸每毛胚可制件数1每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件10半精加工型模仁腔20划线打点划螺纹位置（根据实际情况加工图纸未注初）30钻孔钻螺纹底孔 40攻丝攻固定螺牙50精加工加工模仁腔体至尺寸要求加工流道60708090编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期分类号：毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告学生姓名学号1030113219班级模具11132所属院系专业模具设计与制造指导教师职称讲师所在部门模具调研组毕业设计（论文）题目弯支架冲压模具设计题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他一、选题简介、意义21世纪模具制造行业的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.缩短设计及生产周期，降低生产成本，最大限度的提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）塑料作为高分子化学和材料科学发展的重要成果，早已为人们熟悉，塑料产品已经成为人类生产和生活中不可缺少的重要组成部分。多年来，塑料产品制造业一直在迅速发展，而当前全球范围的以塑料代替金属的趋势又进一步加速了这一发展速度。塑料产品一般采用模塑成型方法生产，因而塑料模具早已成为一种重要的生产工艺装备，在国民经济中起着越来越重要的作用。随着塑料产品在家电、电子等产品和日常用品中的越来越广泛应用，对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要。CAD/CAM的发展正适应了这种客观实际要求。CAD/CAM可以显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。目前，塑料模具设计、制造一般采用通用机械的CAD/CAM软件与专用塑料模CAE软件相结合。开发与推广专用模具CAD软件是面临的一个课题。CAE分析只能在设定条件下对塑料成型过程行模拟，还不能对分析结果进行优化，更不能对设计过程作专家指导。集成专用的塑料模具CAD/CAE软件，提高其智能化程度，是塑料模CAD/CAE技术发展的趋势。三、设计（论文）体系、结构（大纲）检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。初步掌握进行模具设计的方法.过程.为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写好科研论文打下基础。培训自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。此塑件外表面不允许有印痕，并且要光滑。要使注射模结构简单，并且可自动脱模。流道设计合理，可保证产品质量冰球额又节约生产原材料。了解聚乙烯的性能.特性和设计时的要求。指导教师意见：签字： 年 月 日 院（系）审批意见：签章： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书2013年 9 月 19 日毕业设计（论文）题 目顶块塑料模设计题目来源自拟指导教师职称讲师所在部门机械技术学院学生姓名学号19班 级模具11132所属院系专业模具外语翻译要求翻译后中文字数约2500字左右，内容与课题相关。课题需要完成的任务【工程设计类课题：】 根据导师下达的毕业设计任务，查阅相关设计资料（不少于5本），综合应用所学的专业知识，填写开题报告。对产品进行分型工艺分析，制订完整的工艺方案，计算所需的工艺数据，设计合理的模具结构，正确选用标准件和常用件。绘制装配图（1-2张）和主要工作部分零件图（不少于5张）。编写注塑工艺卡片和主要工作部分零件加工工艺过程卡，撰写完整的设计说明书1份（15000字以上）。课题计 划 安 排序号内 容时 间 安 排1查阅相关设计资料填写开题报告2013.9.239.292制订完整的塑料模具设计方案及计算工艺数据2013.9.3010.113设计塑料模结构，绘制装配图和零件图2013.10.1411.14整理塑料模设计说明书2013.11.411.85填写冲压工艺卡、零件加工工艺过程卡、小结打印所有资料并装订2013.11.1111.15计划答辩时间2014年4月20日答辩提交资料2014年4月18日教研室主任审核意见签名： 盒盖的塑料成型与模具设计摘要：塑料作为高分子化学和材料科学发展的重要成果，早已为人们熟悉，塑料产品已经成为人类生产和生活中不可缺少的重要组成部分。多年来，塑料产品制造业一直在迅速发展，而当前全球范围的以塑料代替金属的趋势又进一步加速了这一发展速度。塑料产品一般采用模塑成型方法生产，因而塑料模具早已成为一种重要的生产工艺装备，在国民经济中起着越来越重要的作用。随着塑料产品在家电、电子等产品和日常用品中的越来越广泛应用，对塑料模具的设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早已满足不了生产发展的需要。CAD/CAM的发展正适应了这种客观实际要求。CAD/CAM可以显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。 关键词：塑料；建模；注塑模具；CADLid plastic molding and mold design Abstract：Plastic as an important achievement of polymer chemistry and materials science, has long been familiar, plastic products have become an important part of the human life and production. Over the years, the plastic products manufacturing industry has been developing rapidly, and the current global plastic instead of metal trend and accelerate the pace of development. Plastic products are generally produced by molding, thus the plastic mold has become an important technique of production equipment, plays a more and more important role in the national economy. Along with the plastic products in home appliances, electronics and other products and daily necessities in the increasingly widespread application, the plastic mold design and manufacturing requirements are also getting higher and higher. Traditional manual design and the manufacture way already cannot satisfy the needs of production development. The development of CAD/CAM is adapted to the objective and actual requirements. CAD/CAM can significantly improve the design of plastic products and plastic mold manufacturing efficiency, improve the quality of design and manufacture, reduce mold repair time, thus shortening the plastic products design, mold design, mold manufacturing to product molding production in the whole cycle. Keywords：plastic, modeling, injection mold, CAD毕业设计（论文）1盒盖的塑料成型与模具设计5一 前 言71.1.1 概述71.1.2 国外的发展情况71.1.3 国内的发展情况81.2本课题的研究内容.要求.目的及意义81.2.2本课题的研究要求81.2.3 研究意义8二塑件成型工艺分析91.塑件的分析92.ABS的性能分析9三拟定模具的结构形式101.分型面位置的确定102.型腔数目与排列方式的确定113.注射机型号的确定。12四浇注系统的设计131.主流道的设计132.分流道的设计143.浇口的设计154.校核主流道的剪切速率165.冷料穴的设计及计算16四成型零件的结构设计及计算171.成型零件的结构设计172.成型零件钢材的选用173.成型零件工作尺寸的计算。17五模架的确定231.各模板尺寸的确定232.模架各尺寸的校核23六排气槽的设计23七脱模推出机构的设计241.推出方式的确定242.脱模力的计算243.校核推出机构作用在塑件上得单位压应力24八冷却系统的设计251.冷却介质252.冷却系统的简单计算25九导向与定位结构的设计26十总装配图和零件图的绘制26十一.设计总结与心得体会27参考文献28致谢29一 前 言1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势 1.1.1 概述21世纪模具制造行业的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.缩短设计及生产周期，降低生产成本，最大限度的提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。 1.1.2 国外的发展情况 国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征（1） 集成化技术现代模具制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人员和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成.智能集成.串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。（2） 智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。（3） 网络技术的应用网络技术包括硬件和软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础，目前早通过了Internet实现跨国界模具设计的成功例子。（4）多学科多功能综合产品设计技术产品的开发设计不仅用到机械科学的理论和知识，还用到了电磁学.光学.控制理论等，甚至要考虑到经济.心理.环境.卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品的动静态特性.效率.精度.使用寿命.可靠性与制造周期的最佳组合。（5） 虚拟现实与多媒体技术的应用虚拟现实在21世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训.制造系统仿真的实现基于制造仿真的世纪与制造.集成设计与制造.实现集成人的设计等。美国已于1999年借助于VR技术成功地修复了哈勃太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储.表达处理多种信息，融文字.语音.图像与一体，给人一种真实感。（6） 反求技术的应用在许多情况下，一些产品并不是来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出产品，此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据畸形实物的CAD几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程PE。建立了CAD几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作。（7） 快速成型制造技术快速成型制造技术RPM基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的集合复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性它不仅能够迅速制造出原型供设计评估.装配校验.功能试验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的NC加工，因而RPM技术在模具制造中发挥着重要的作用。1.1.3 国内的发展情况目前国内模具行业的反展情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已经成为一个行业，但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少，精度低，制造周期长，寿命短，供不应求的情况。一些大型.精密.复杂的模具还不能自行制造.需要每年花几百万.上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力，中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAM系统。但是国内优秀的CAD/CAM系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等，但是价格昂贵，一般企业难以支持。1.2本课题的研究内容.要求.目的及意义 1.2.1本课题的研究内容做盒盖的模具设计，使盒盖注射模结构简单，型芯.型腔.推出机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明说。根据说明书画模具CAD图。1.2.2本课题的研究要求检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。初步掌握进行模具设计的方法.过程.为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写好科研论文打下基础。培训自己的动手能力.创新能力.计算机运用能力。此塑件外表面不允许有印痕，并且要光滑。要使注射模结构简单，并且可自动脱模。流道设计合理，可保证产品质量冰球额又节约生产原材料。了解聚乙烯的性能.特性和设计时的要求。1.2.3 研究意义 （1） 对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进一步的熟练掌握AuToCAD的运用。（2） 锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。二塑件成型工艺分析1.塑件的分析（1） 外形尺寸 该塑料件外形尺寸不大，塑料熔体流程不长，适合于注射成型。（2） 精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算（3） 脱模斜度 ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小，参考表2-10选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1度。2.ABS的性能分析（1） 使用性能 综合性能好，冲击强度，力学强度高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件，减摩零件，传动零件和结构零件。（2） 成型性能1.无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2.吸湿性强。含水量应小于0.3%（质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3.流动性中等。溢边料0.04mm左右。4.模具设计方面。a 需要采用较高的料温与模温，浇注系统的流动阻力要小。为了在较高注射压力下避免浇口附近产生较大应力导致制品翘曲变形，可采取护耳式浇口。B注意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于影响制品外观的部位。C合理设计顶出脱模结构，推出力过大时，制品表面易“发白”，“变浑”。（3）ABS的主要性能指标 如下表 密度/g.1.02-1.08屈服强度/MPa50比体积/0.86-0.98拉伸强度/MPa38吸水率（%）0.2-0.4拉伸弹性模量/MPa1.4X熔点/130-160抗弯强度/MPa80计算收缩率（%）0.4-0.7抗压强度/MPa53比热容/J.1470弯曲弹性模量/MPa1.4X1. ABS的注射成型过程及工艺参数1. 注射成型过程A成型前的准备。 对ABS的色泽，粒度和均匀性等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。B注射过程。 塑件在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模，压实，保压，倒流和冷却五个阶段。C成型后处理。处理的介质为空气和水，处理温度60-75，处理时间为16-20s。2.注射工艺参数 A 注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min. B料筒温度（）：后段 150-170；中段 165-180；前段180-200 C喷嘴稳定（）：170-180 D模具温度（）：50-80 E注射压力(MPa)：60-100 F成型时间（s）：30（注射时间取1.6，冷却时间取20.4，辅助时间取8）三拟定模具的结构形式1.分型面位置的确定通过对塑件结构的分析，分型面应该选择在投影面积最大且利于开模取出塑件的平面。这里有两种选择，第一种：如图1-1（UG 软件设计） 图1-1这种类型设计使的推出机构需要很大的力使得塑件顺利脱模，而且两个异形空的侧向抽芯的对称位要求较高，需要两个侧抽芯才能脱模。第二种选择（图1-2） （图1-2）这种选择所需要的推出力较小，符合塑件最大投影面积在分型面上，只要一个侧抽芯便可以脱模。不过对中的分型面使得塑件公模仁和母模仁有高的配合精度。综合考虑，选择第二种分型面。即如下图1-3 图1-32.型腔数目与排列方式的确定A 型腔数量的确定 该塑件精度等级在3-4级之间，且大批大量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时考虑塑件的尺寸比较少，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模八腔结构形式。B 型腔的排列方式。 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。采用直线对称排列，如下图（1-4）所示 图1-4C 模具结构形式的确定 从上面分析可知道，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件的结构形状，推出机构拟用顶针推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称形式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分只需要型芯。3.注射机型号的确定。（1） 注射量的计算 通过NX软件分析计算得塑件的体积： ；塑件的质量： ；式中，参考表4-44可取1.02g/（2） 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2-1倍来估算。由于本次流道简单比较远，因此浇注系统的凝料按塑件的体积的0.5倍计算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为; (3)选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积；并结合式（4-18）则有：；根据以上的计算，初步选定公称注射量为37；注射机型号为SZ-68/40卧式注射机，其主要技术参数表4-45.理论注射容量/37最大行程/mm220螺杆柱塞直径/mm26最大模具厚度/mm240V注射压力/MPa170最小模具厚度/mm110注射速率/g.43锁模形式双曲肘塑化能力/g.3.6模具定位孔直径/mm100螺杆转速/r.10-160喷嘴孔半径/mm10锁模力/KN320喷嘴口孔径/mm3拉杆内间距/mm300X300（3） 注射机的相关参数的校核1. 注射压力校核 查表4-1可知，ABS所需注射压力为80-110MPa。这里取=100MPa，该注射机的公称注射压力=170MPa；注射压力安全系数=1.25-1.4，这里取=1.3，则：=1.3X100=130，所以，注射机压力合格。2. 锁模力的校核A 塑件在分型面上的投影面积；B 浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口在分型面上的投影面积）数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2-0.5倍。这里取.C 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积；D 模具型腔内的胀型力=；式中，是型腔的内的压力，注射压力的20%-40%，大致范围为34-68Mpa。对于粘度较大哦塑制品应取较大值。ABS属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故50MPa。查表4-45可得该注射机的公称锁模力锁模力安全系数为；这里取，则=189.732KN320KN=，所以注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。四浇注系统的设计1.主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。（1） 主流的尺寸主流道长度： 小型模具应尽量小于60mm,本次设计中初取50mm进行设计。主流的小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5-1）mm=（3+0.5）mm=3.5mm；主流道大端直径：=d+2=7mm，式中=.主流道球面半径：S注射机喷嘴球头半径+(1+2)mm=（10+2）mm=12mm；球面的配合高度：h=3mm。（2） 主流道的凝料体积 ；（3） 主流道当量半径 =mm=2.625mm。（4） 主流道浇口套的形式。 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢件进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素钢（T8A或者T10A），热处理淬火表面硬度为50-55HRC，如下图（3-1）所示。 主流道浇口套的结构形式（3-1）2.分流道的设计（1） 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能 避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。（2） 分流道的长度 由于流道设计简单，根据八个型腔的结构设计，分流道较长。单边分流道的长度；（3） 分流道的直径 由推荐的分流道直径直接取;=(80%-90%);取；（4） 分流道的截面形状 常用的分流道截面形状有圆形，梯形，U形，六角形，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。为了有助于熔融材料的流动和减少其温度传到模具中，本设计采用圆形流道，广泛应用于侧浇口模具中。（5） 分流道的截面尺寸 ;（6） 凝料的体积1. 分流道的长度=75X2X=;=17X8X=;(7)校核剪切速率1. 确定注射时间：查表，可取T=1.0S2.计算分流道体积流量：5.82;由式（4-20）可得剪切速率 =6.37X;该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5X-5X之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。(8)分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25-2.5um即可，此处取1.6um。另外，其脱模斜度一般取；这里取.3.浇口的设计该塑胶件表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为了便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。（1） 侧浇口尺寸的确定1.计算侧浇口的深度 根据表4-10，可得侧浇口的深度h计算公式为 H=nt=0.7X3.5mm=2.45mm；式中，t是塑件平均壁厚，这里t=3.5mm，n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数n=0.7.在工厂进行设计时。浇口深度常常先取小值，以便今后试模时发现问题进行修模处理，并根据表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为0.25-0.5mm，故此处浇口深度取0.4mm。2. 计算侧浇口的宽度。 根据表10-2，可得侧浇口的宽度B的计算公式为 ；式中，n是塑料成型系数，对于ABS其n=0.7；A是凹模的内表面积（约等于塑件的外表面积）。由表10-2侧浇口有关参数的经验值取B=1mm。 侧浇口剪切速率的校核计算浇口的长度。根据表10-2，可得侧浇口的长度一般选用0.7-2.5mm，这里取=1.1mm。 图3-2（2） 侧浇口的剪切速率的校核。1. 计算浇口的当量半径 由面积相等可得由此矩形浇口的当量半径。2. 校核浇口的剪切速率确定注射时间，查表4-8，可取t=1s；计算浇口的体积流量：;计算浇口的剪切速率：由式（4-20）可得：=3.83该矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5X-5X之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。4.校核主流道的剪切速率上面分别求出了塑件的体积，主流道的体积，一级分流道的体积，二级分流道的体积，以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。计算主流道的体积流量;计算主流道的剪切速率=2.08X；主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5X之间，所以主流道的剪切速率校核合格。5.冷料穴的设计及计算冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计有主流道和分流道冷料穴，采用顶针推出，开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。四成型零件的结构设计及计算1.成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计 凹模时成型制品的外表面的成型零件。按凹模的结构的不同可将其分为整体式，整体嵌入式，组合式和镶拼式四种。这里选择镶拼式凹模。（2）凸模的结构设计 凸模可分为整体式和组合式，由对中性，此是模具的凹模和凸模具有相同的截面形状，故只需要设计凹模或者凸模一种结构既可以。2.成型零件钢材的选用根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件由足够的刚度，强度，耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批大量生产，所以构成型腔的镶拼式凹模钢材选用NAK80（美国牌号）。对于成型塑件凸模选用NAK55做动模镶件。此两种钢材均来自日本大同公司。3.成型零件工作尺寸的计算。采用表4-15中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。（1） 凹模径向尺寸的计算 塑件外部径向尺寸的转换：;相应的塑件制造公差；相应的塑件制造公差；;式中，,是塑件的平均收缩率，查表1-2知道ABS的收缩率为0.3%-0.8%，所其平均收缩率；是系数，查表4-15可知道x一般在0.5-0.8之间，此处选择；分别是塑件上相应的尺寸的公差（下同）；是塑件上相应尺寸的制造公差，对于中小型塑件取（下同）。（2） 凹模的深度尺寸的计算 塑件高度方向上尺寸的转换：塑件的最大尺寸（对中取）mm=；相应的;塑件最低处的高度尺寸mm=，相应的； ；式中，是系数，由查表4-15可知道一般在0.5-0.7之间，此处取； 图4-1（3） 凹模小型芯的设计。小型芯的径向尺寸; 图4-2凸模镶件和小型芯的设计。对于这种对称性零件，凸模与凹模的截面尺寸基本一致，高度上可以适当的增加，可以增加模具的强度，延长模具的使用寿命。 图4-3 图4-4（4） 滑块（侧向抽芯设计）由于本镶件是小型（尺寸比较小）故选用的抽芯机构为滑块+斜导柱的侧向抽芯。为了便于后期的修模，现在选用以下的结构， 图4-51. 侧抽芯的设计本塑件的镶件较小，抽芯较长，可做成拼接滑块，滑块结构如上图（4-5）设计要点是，通过UG NX的“斜率分析”（如图4-6） 图4-6该图红色区域表示型腔部分，蓝色区域表示型芯部分面。而分型面上得区域有蓝色区域表示该区域存在倒扣，需要侧抽芯脱模。分型面以下存在红色区域表示存在倒扣位置，需要侧抽芯脱模。为了便于抽芯，需要在端部做个脱模斜度，取双边的脱模斜度，然后真身位取经验值11mm，用螺钉锁紧在滑块上。如下图（4-7）所示 图4-72. 斜导柱的设计直径取D=6mm确定斜导柱的斜度：在取值，初取斜导柱的角度；滑块的锁紧角为；抽芯距离；取；斜导柱的长度L,由于模具的模仁高度并没有确定，故现在只需要确定斜导柱伸入滑块的长度即可，剩余长度可以由模仁高度直接确定。（49-56）mm取50mm滑块的斜导柱内孔单边留有0.5mm的避空位。3. 滑块和锁紧块的设计锁紧块的角度取由于滑块要保证一定的强度，设计参考表9-6和9-7滑块和锁紧块的经验值。侧抽芯用螺钉连接在滑块上。其具体尺寸如下图4-7所示 图4-8其配合精度为H7/f7（滑块与导滑槽）滑块顶的圆角可以减少应力集中。 图4-9弹簧的选择：因为抽芯距离较长，故选择黑色圆弹簧，其规格如下表弹簧规格TL8X4X30弹簧行程7mm最大压缩量14.4mm剩余压缩量2.4mm当前压缩量12mm压缩状态长度18mm扩孔直径9.5mm五模架的确定根据模具型腔的布局的中心和凹模镶件的尺寸可以知道平面尺寸为220X110mm，又考虑到滑块的抽芯距离和滑块，锁紧块，侧抽芯的径向总长。同时参考选型公式，可确定选用模架为龙记（LKM），（WXL=250mmX300mm），类型为CI两板模。1.各模板尺寸的确定A板尺寸，由于考虑冷却水道的加入，取40mmB板尺寸 ，镶件对称，可比A板取稍大一点，取50mm；C板的尺寸，C板高度=限位钉高度+推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（10-15）mm=（4+5+25+25+10-15）mm=（69-74）mm，初步选择70mm（标准）；经过上述确定，知道模架的尺寸如图4-7所示。 图4-82.模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸1. 模具平面尺寸250X300mm300X300mm(拉杆间距)，校核合格。2. 模具高度尺寸220mm,130mm220mm240mm,校核合格。3. 模具的开模行程S=4+65+5-10mm=（74-79）mm220mm(开模行程)，校核合格。六排气槽的设计该塑件由于采用侧浇口进料，直接在公母模仁开排气槽，同时镶件和推杆配合间隙进行排气。七脱模推出机构的设计1.推出方式的确定本塑件采用推杆推出，便于修模和减少阻力。2.脱模力的计算由于该塑件为厚壁塑件端面是矩形形状，脱模力计算公式为;式中，F是脱模力（N），E是塑料的弹性模量（MPa），查表4-24；S是塑料的平均收缩率（%），查表4-24得；t是塑件的壁厚（mm）；L是被包型芯的长度（mm）；是塑料的泊松比；是脱模斜度；f是塑料与钢材之间的摩擦因数。查表4-24；r是型芯的平均半径（mm）；a是矩形的短边长度（mm）；b是矩形型芯的长边长度（mm）；A是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（），当塑件底部有通孔时，A项视为零；是由和决定的无因次数，；所以1030.5+26.35N=1056.85N3.校核推出机构作用在塑件上得单位压应力 推出面积A=263.6;推出应力 128MPa(抗压强度)合格。推杆的设计根据塑件的分型面大小，本设计采用两种推杆具体尺寸如图7-1所示其他结构设计支撑柱设计为了防止锁模力，或注塑时的注塑压力（胀型力）将动模板压弯变形而造成成型制品的品质不能达到要求，需要在模具底板和动模板之间加撑柱，以提高模具的刚性和寿命。撑头（支撑柱）必须用螺丝或管针与底板固定，撑头直径一般在25-50mm之间，撑头孔需要大于撑头2mm左右。撑头用高碳钢制造。根据经验值选用直径30mm的两个撑头，避空单边1mm，用螺钉固定。限位钉的设计 在推杆固定板和模具底板之间按模架大小和高度加设小圆形支承柱，作用是减少推杆底板和模具底板的接触面积，防止因掉入垃圾或模板变形，导致推杆复位不良。限位钉大端直径一般取经验值10mm，16mm和20mm.本设计取16mm；四个垃圾钉。八冷却系统的设计冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。设计时忽略模具因空气对流，辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。1.冷却介质ABS属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度分别为200和50-80，所以，模具初步选定为。用常温水对模具进行冷却。2.冷却系统的简单计算（1） 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量WA 塑料制品的体积；B塑料制品的质量 ;C.塑件的平均厚度为3.5mm，可以查表4-34得；取注射时间；脱模时间；则注射周期：=30s。由此得每小时注射次数：N=（3600/30）次=120次。D单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：W=Nm=2.38KG/H。（2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量， 查表4-35直接可知道ABS的单位热流量的范围在（310-400）KJ/KG,之间，可取.（3）计算冷却水的体积流量 设冷却水道入水口的水温为，出水口的水温为；取水的密度；水的比热容.则根据公式可得： ;(4)确定冷却水路的直径d 直接按照经验值 取d=6mm；（5）冷却水在管内的流速v ；（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为，查表4-31可得，则有： (7)计算冷却水通道的导热总面积A0.00175;(8)计算模具所需冷却水管的总长度L ；（9）冷却水路的根数x 设每条水路的长度l=100mm，则冷却水路的根数为 根。由上述计算可以看出，一条冷却水道可以满足要求，不过，该设计为多腔模具，为了冷却充分，可以增加一根冷却水道。故采用两根冷却水道。冷却水道的设计。由上面的计算可以得出冷却水道的大致尺寸，其设计分布可以按照模具型腔的分布和模具的大小来设计。型腔和型芯对称布置，模板和型腔，模板和型芯的交界处用密封圈进行密封。冷却水道的布置如图8-1 图8-1九导向与定位结构的设计 注射模的导向机构用于动，定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动定模之间的精密定位，还有使用了侧抽芯机构中的导向槽定位机构，滑块与导向槽，斜导柱与滑块的定位。其他的定位可采用模架本身所带的定位机构。十总装配图和零件图的绘制经过上述的计算，把设计结果用总装配图来表示模具结构，主要零件图的绘制
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