毕业设计（论文）电子产品的盒盖制模具设计及三维造型设计

1、模具设计及三维造型设计摘要：塑料制品已在工业，农业，国防和日常生活中的方方面面得到了广泛应用。特别是在电子行业中则更为突出。电子产品的外壳大部分都是塑料制品，产品性能的提高就要求有高素质的塑料模具以及塑料性能，成型工艺和制品的设计。本课题是一个关于电子产品的盒盖制件的模具设计。研究的重点是模具工艺设计和结构设计的过程，包括型腔数的确定、型腔和型芯尺寸的计算、浇注系统的设计、浇口套的选择、分型面与排气系统的设计、合模导向和脱模结构的设计、pro/engineer的介绍、工艺方案的制定和成型件的工艺计算、主要零部件的结构分析计算及其标准的选用、pro/e的实体造型过程以及装配和爆炸图的生成等。本课

2、题中详尽地描述了塑料模具的具体设计过程，首先简明概述该设计的背景知识，接下来进行工艺的计算，然后在工艺计算的基础上对凸、凹模工作部分尺寸进行计算，以便选择其它零件，最后使用在现代设计中应用最广的软件pro/e对零件进行三维造型、装配和生成爆炸图。关键词：型腔； 型芯； 分型面； 三维造型the design of a lid workpiece mold design and the 3d modeling of the dieabstract: the plastic products are widely used in the area of industry, agriculture,

3、 national defense and daily life. especially in the electronics industry was highlighted. electronic products, the customer is the most plastic products, improve product performance requirements of high-quality plastic molds and plastic properties, forming process and the design of products. this de

4、sign is an electronic product on the lid parts mold design. the focus is on mold design and structure of the design process, including determining the number of cavity; cavity and core size of the calculation; pouring, injection system design; gate sets the choice of type and design of the exhaust s

5、ystem ; stripping-die-oriented structure and design; pro / engineer presentation; process for the development and shaping the process of calculation; major parts of the structure and terms of the selection criteria; pro / e of solid modeling and assembly process and plans such as the formation of th

6、e explosion. the design of a detailed description of the specific plastic mold design process, first of all, concise overview of the design of the background knowledge and technology to the next, and then calculated on the basis of the convex and concave die of the size of the work, in order to choo

7、se another parts and finally the use of modern design in the most widely used software pro / e for the parts modeling, assembly and production plans of the explosion. key words: die space, core, minute profile, three dimensional modeling目录第1章 绪论11.1 课题背景11.2 课题的目的和意义1第2章 工艺概述及方案的设计32.1 注塑成型原理与成型工艺过程

8、的概述32.2 注射成型模具结构简介32.3 塑料注射成型机结构简介52.4 制定工艺方案52.4.1 工艺性分析52.4.2 工艺方案的分析和确定6第3章 注射机的选择83.1 注射容量83.2 注射压力83.3 锁模力83.3.1 塑件在分型面上的投影面积83.3.2 锁模力93.4 注射机的选择9第4章 分型面的设计104.1 分型面的选择原则104.1.1 分型面的含义与类型104.1.2 分型面的选择原则104.2 分型面的确定104.3 型腔数量的确定11第5章 浇注系统与排溢系统的设计125.1 浇注系统概述125.1.1 浇注系统的组成125.1.2 浇注系统的设计原则125.

9、2 主流道的设计125.2.1 主流道浇口套的结构形式135.2.2 主流道尺寸设计135.3 浇口设计155.3.1 浇口的作用155.3.2 浇口的类型与位置选择155.3.3 点浇口尺寸设计165.4 排气溢流系统的设计175.4.1 型腔内气体的来源及其危害175.4.2 排气系统的形式17第6章 成型零件设计186.1 型腔的设计186.1.1 型腔的结构设计186.1.2 型腔径向尺寸设计186.2 型芯的计算196.2.1 型芯的结构设计196.2.2 型芯的尺寸设计20第7章 脱模机构设计227.1 顺序分型机构的设计227.1.1 顺序分型机构227.1.2 定距拉杆顺序分型

10、机构227.2 塑件推出机构设计247.2.1 推出机构的设计原则247.2.2 推出机构的类型247.2.3 斜推杆塑件脱模机构设计257.3 导向机构的设计287.3.1 导向机构的作用287.3.2 导向机构设计28第8章 侧抽芯机构设计298.1 侧抽芯机构概述298.1.1 常见的侧抽芯形式298.1.2 侧抽芯机构的类型298.2 斜推杆侧抽芯机构设计29第9章 模架设计329.1 模架概述329.2 模架设计32第10章 注射机的校核3510.1 注射参数的校核3510.1.1 注射压力的校核3510.1.2 最大注射量的校核3510.1.3 锁模力的校核3510.2 模具与注射

11、机安装部分相关尺寸的校核3610.2.1 模具闭合高度的校核3610.2.2 开模行程校核36第11章 运用pro/e软件进行实体造型3711.1 绘制前的准备工作3811.2 创建零件3811.3 选择草绘平面3911.4 绘制【拉伸】截面4011.5 设定【拉伸】深度4111.6 台阶孔的拉伸4211.7 型腔的移除材料4311.8 浇口的绘制4411.9 边和孔的倒角4511.10 冷却水路的拉伸移除45第12章 零件的装配与爆炸图的生成4612.1 零件颜色设置4612.2 进入零件装配模式4612.3 调入装配元件4712.4 装配并定义装配约束4712.5 生成爆炸图50第13章

12、盒盖制件模具工作原理54结论55致谢56参考文献57 第1章 绪论1.1 课题背景模具，是工业生产的基础工艺装备。德国人说模具工业是金属加工业中之王，美国人说模具工业是美国的基石，罗马尼亚人说模具就是黄金，而日本则说模具是促进社会繁荣富裕的动力。模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”或“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甚至上百倍。目前，虽然塑料模具只占整个模具行业的33%左右，但是在工农业生产、国防建设和科学技术、交通运输、石油化工、机械电子、邮政通信、建筑旅游、医疗卫生、环境保护、家用电器、教育文化、体育艺术等各个领域，塑料制品

13、无处不在。在目光难及的人造卫星、宇宙飞船上，塑料制品占其总体积的一半。甚至塑料人体器官如人造血管、心脏、肺、骨骼等也离不开塑料。到2002年，全球所生产的塑料制品超过1.65亿吨之多，塑料已经成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。近年来，我国塑料模具工业的技术水平也取得了长足的进步。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。根据国内和国际塑料模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我

14、国的模具经过行业结构调整后，将呈现以下的发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大。1.2 课题的目的和意义本设计的目的是通过运用pro/engineer等软件设计盒盖注塑模具，巩固基本理论和专业知识，培养生产实际分析、解决实际问题、初步的研究思想和创新能力，达到对所学课程的全面实践，做到理论联系实际，培养分析问题和独立设计的能

15、力，初步学会借助设计资料设计注塑模具，掌握注塑模具的设计步骤，注塑模具设计资料的使用。同时了解当今在注塑模具设计的先进技术，为走上工作岗位打好基础。同时，设计过程的论述也能让读者了解到注塑模具的整个设计制作流程。本设计的指导思想：根据所学的知识，查阅相关资料，对所设计模具之产品进行可行性分析, 设计出多种设计的方案，进行对比和筛选，确定一种比较合理的设计方案，并用摸拟想象法模拟出最佳设计方案；接下来进行产品分析决定需采用的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序内容；然后进行必要的计算，完成凸、凹模设计及其总体设计；接着用pro/engineer进行三维设计，完成零件图实体造型、装配图以及工程

16、图；最后完成设计说明书。第2章 工艺概述及方案的设计2.1 注塑成型原理与成型工艺过程的概述注塑成型的原理是将颗粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很高的流动速度通过注射机喷嘴注入模具型腔，经过一定时间的保压、冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。注射成型工艺过程是一个不断重复的循环工艺过程，每一件塑料制品的最终注射成型均须经过这样一次循环过程，即：合模注射成型，保压之后预塑，冷却之中定型，开模取出制品七个工序。注射成型工艺过程循环、从合模注射到开模取出制品的七个工序如图2-1所示。图2-1

17、从合模注射到开模取出制品的七个工序2.2 注射成型模具结构简介模具由定模和动模两大部分组成。一般情况下，定、动模是按分型面来划分的。分型面以上的部分由螺钉联结成一个整体，固定在注射机的固定模板上，是固定不动的，故称为定模；而分型面以下部分则由螺杆和定位销联结为另一整体，固定在注射机的移动模板上，随移动模板的前推和后移，与定模板形成合模和开模状态，称为动模。若按模具各部分的功能结构来划分，模具由成型部分、侧面分型与抽芯部分、浇注部分、导向与定位部分、推出与复位部分、固定模板与支承紧固部分、冷却与加热部分、排溢部分等8个部分组成。1、成型部分：包括定模型芯、定模型腔板、动模型芯和动模型腔镶套。动、

18、定模型腔镶套的成型面是制品外表面形状的复制，而动、定模型芯的成型面则是制品内表面形状的复制。因此，制品结构形状，尺寸精度以及各部分结构的相互位置精度、表面质量，完全由上述各成型件来成型和保证。2、侧面分型与抽芯部分：包括侧型芯以及限位板、弹簧等零件。侧型芯用于成型制品侧面的孔或凹（盲孔）和凸，是正面成型部分无法成型的部分，要借助斜销、弹簧等其他结构件的相互配合才能成型。制品侧面部分的这些孔、凹或凸出部分完全由这些侧面的零件来成型和保证其质量要求。3、浇注部分：由包括浇口套和动模镶套固定板上的中心冷料井和分流道以及动模型腔镶件上的浇口共同组成，是引导从注射机喷嘴射入的熔融塑料顺利进入并充满各型腔

19、的通道。4、导向及定位部分：主要包括导柱导套，同时也包括定位圈、限位板和压板。导柱导套是保证动、定模合模后，动、定模的型腔和型芯能够对正，保证其同轴，免于发生错位，造成制品报废。导柱、导套属于间隙滑动配合。中小型模具的导柱与导套之间一般有（0.030.04）mm的配合间隙，而大尺寸的导柱与导套之间有0.06mm的间隙。但对于精密制品，此间隙在不超过制品精度要求时，可不考虑。若制品有同轴度的高精度要求，仅靠导柱、导套导向，定位就难以达到，则必须考虑设计二次高精度定位结构予以保证。5、推出与复位部分：包括推杆、拉杆、推杆固定板、推板和复位干。推杆是用于就爱你个冷却固化定型后的成型制品在开模后平稳地

20、推出型料杆是在开模后将浇口套中的主流道（俗称料把）拉住，令其从浇口套小端处断开留在动模，以便在推出制品时，连同凝料一起推离模具，为下一循环的进料、储料、输送，准备其空间。复位杆是将已完成推出制品和浇口凝料的推杆、拉料杆、连同推杆固定板和推板一起，一同推回原来的合模位置，以便下一循环的再次推出。6、固定板与支承紧固件：这部分就是模架的主体。包括定模固定板、螺钉、动模型腔板、支承板、动模固定板和支承柱等。7、冷却部分：包括动、定模的冷却水道，密封圈和进水口，水口的管接头。其主要作用是调节模具的温度，保证成型质量，提高制品固化速度，提高效率。管接头一般均采用细牙螺纹（管螺纹）。水孔直径是管螺纹的底径

21、即攻丝前的预空直径。比如用m101的管螺纹，则水孔直径应为99.2而不是10。密封圈是防止泄漏而设，属通用件。8、排溢部分：指排气和溢料。如果有必要，比如热塑性塑料，则排气、溢料槽多设置在分型面上或凸模上。2.3 塑料注射成型机结构简介热塑性塑料注射成型机由机座、注射部分（包括螺杆、料筒、料斗、加热环和喷嘴）、合模部分（包括固定模板、拉杆、连杆机构、合模液压缸、调整机构和推出机构）、液压传动部分、微机及电器控制系统，共五大部分组成。1、机座2、注射部分：包括螺杆、料筒、料斗、加热环、喷嘴，将塑料均匀地塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔体注射到模具的型腔之中。3、合模部分：包括固定模板、拉杆

22、、连杆机构、合模液压缸、调整机构、推出机构，以实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠地合紧，以及脱出制品。4、液压传动部分：保证注射成型机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间）准确有效地工作。5、微机及电器控制系统：保证注射成型机按预定动作程序准确有效地工作。2.4 制定工艺方案2.4.1工艺性分析1、制件如图2-2所示，年产量5万件，是普通塑料（pe）注射件。2、该塑件制品四面带有内凸结构，此内凸结构是整个模具设计的关键，因此设计此模具时不仅要考虑使模具结构尽量简便而且还要考虑制品的取出。通过多方面的考虑最终采取斜杆滑块结构（斜杆滑块结构可见装配图或者三维造型图）。3、要保证盒盖四

23、周壁厚均匀除了模具型腔和型芯制造的精度外，就必须通过控制模具温度来调节收缩率。图2-2 零件图2.4.2 工艺方案的分析和确定1、成型件（凸、凹模）的结构有：整体结构的凸、凹模；整体镶拼结构的凸凹模；局部镶拼结构的凸凹模。于是可得以下九种方案：方案一：凹模采用整体结构，凸模采用整体结构。方案二：凹模采用整体结构，凸模采用整体镶拼结构。方案三：凹模采用整体结构，凸模采用局部镶拼结构。方案四：凹模采用整体镶拼结构，凸模采用整体结构。方案五：凹模采用整体镶拼结构，凸模采用整体镶拼结构。方案六：凹模采用整体镶拼结构，凸模采用局部镶拼结构。方案七：凹模采用局部镶拼结构，凸模采用整体结构。方案八：凹模采用

24、局部镶拼结构，凸模采用整体镶拼结构。方案九：凹模采用局部镶拼结构，凸模采用局部镶拼结构。2、通过比较，我们选择方案二，其原因如下：（1）凹模采用整体结构的原因为：整体结构的凹模简单便于制造，制品上无镶拼结构留下的拼接痕，制品质量好；制造中省去了镶拼组合所需要的工时和费用。相同的钢材截面尺寸强度较高。其加工方法我们采用电火花加工。（2）凸模采用整体镶拼结构的原因为：可以选用优质钢材加工而又用材不多。其结构便于加工，也便于维修和更换；一致性好。其外形根据制品形状结构和模具结构需要，可以是圆形、方形、矩形或者其他形状。第3章 注射机的选择3.1 注射容量国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚苯乙烯

25、时对空注射条件下，注射机螺杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量（cm3）。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。其中，k为平均压缩比，v可由pro/e软件自动计算出来。另外预设浇道凝料为2 。故：=+2=12.583.2 注射压力塑料成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素决定。聚乙烯（pe）的注射压力可分为三种：1、厚壁塑件（易流动）：70100mpa；2、中等壁厚塑件：100120mpa；3、难流动的薄壁塑件：120150mpa。 从零件壁厚可知，本次设计的产品壁厚在1.2mm左右，

26、属于中等壁厚塑件，故所需的注射压力在100120mpa范围内。3.3 锁模力3.3.1 塑件在分型面上的投影面积注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。本次毕业设计采样一模一件，并拟采样中心点浇口形式，故塑件在模具分型面上的投影面积为： 3.3.2 锁模力注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，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的额定锁模力

27、。本次毕业设计中所需的锁模力为： 3.4注射机的选择根据注射容量、注射压力和锁模力初步选定注射机型号为sz-60/400型注射机，其主要技术参数如表3-1所示：表3-1 注塑机参数参数sz-60/40结构类型立理论注射容积/ cm360螺杆（柱塞）直径/mm30注射压力/mpa150锁模力/kn400拉杆内间距/mm295185移模行程/mm260180最大模具厚度/mm280最水模具厚度/mm160喷嘴球半径/mm15喷嘴口直径/mm3.5第4章 分型面的设计4.1 分型面的选择原则4.1.1 分型面的含义与类型塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模

28、具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。分型面的类型主要有：水平分型面、斜分型面、阶梯形分型面、曲面分型面、垂直分型面等。分型面对制品的表面质量，尺寸精度和形位精度、脱模，型腔型芯结构和排气以及进料浇口和模具制造都有着直接的影响。因此在选择和确定分型面时，应全面分析、比较和考虑，选定较为有利的方案。4.1.2 分型面的选择原则分型面确定的要点如下：1、分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或

29、者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。拉深复合模。2、不能影响制品的外观尤其是对表面质量有要求的制品。3、便于浇口进料，利于成型，易于排气。4、利于型腔的加工，从表而使制品的精度易于得到保证。5、有助于避免侧抽芯或便于侧抽芯：有利于型腔或者型芯结构的装卸和保证其强度。6、有偶利于嵌件的安装以及活动镶件和弹性活动螺纹型芯的安装。4.2 分型面的确定根据分型的选择原则与塑件特点，分型面为如图4-1所示的位置，选择在塑件底部的最大截面处。图4-1 塑件分型面4.3 型腔数量的确定当塑料

30、制件的设计已经完成，并选定所用材料后，就需要考虑是采用单型腔模具还是多型腔模具。与多型腔模具相比，单型腔模具有如下优点：1、塑料制件的尺寸公差始终一致。2、工艺参数易于控制。3、模具的结构简单紧凑。4、制造成本低，制造周期短等优点。本次毕业设计中所要成型的塑件在其内侧四个方向上均有侧向凹凸，故根据塑件特点最后采用单型腔模具，即一模一腔。第5章 浇注系统与排溢系统的设计5.1 浇注系统概述5.1.1 浇注系统的组成普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。浇注系统的作用：将熔融状态的塑料粘流体经注射机喷嘴在高温、高压将诶高速状态下通过浇注系统进入模具型腔。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型

31、位置，可以采用一模一腔，浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要环节，它对注射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。5.1.2 浇注系统的设计原则浇注系统的设计原则如下：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求尽量可能地减少模具外形尺寸；3、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；4、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最深处及角落，分流道尽可能平衡布置；5、满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑

32、料的损耗；6、浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止变形浇口的残痕而影响塑件的外观。7、大批量制品，浇注系统应自动脱落并自动与制品分离，以利实现自动化生产；8、还应考虑到制品的后续工序，利于后续工序的加工、装配、工序间运送和管理，必须要时要设辅助流道，将制品联为一体。5.2 主流道的设计主流道是塑料熔融体进入模具型腔最先经过的部位，它将注射机注射的熔融体塑料导入分流道或型腔，主流道形状一般为圆锥形，便于熔融体的塑料顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出来。5.2.1 主流道浇口套的结构形式主流道一般在浇口套上成型，浇口套的主要形式如图5-1所示。a ) b ) c )图5-1

33、 主流道浇口套结构形式其中：图5-1a为主流道浇口套语定位圈设计成一体的形式，主要用于小型模具；图5-1b和图5-1c所示的结构形式为将主流道浇口套与定位圈分开设计，然后通过配合形式等固定在模板上。本次设计由于采用一模一件，是典型的小型模具，故采用5-1a所示的结构形式，将定位圈与浇口套设计成整体式，并用螺钉连接将浇口套与定模座板固定在一起。5.2.2 主流道尺寸设计1、进料口处为球面半径sr：（为注射机注射头球面半径）。2、主流道小端直径：3、主流道锥度：主流道锥度一般为，粘度大的可以选定。但是应力求与铰刀的斜度一致，本次设计主流道锥度取。4、主流道的长度l：5、主流道大端直径：6、浇口套进

34、料口处的球面与注射机注射头球面的配合要求为：。7、粗糙度为：。8、浇口套联结螺钉采用4个m4螺钉。图5-2 主流道浇口套尺寸图 5-3 浇口套三维模型5.3 浇口设计5.3.1 浇口的作用浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口的主要作用有：1、型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其塑料料流倒流。2、由于浇口尺寸小易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。3、当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内

35、磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。5.3.2 浇口的类型与位置选择1、浇口的类型浇口的主要形式有：直接浇口、侧浇口、塔接浇口、薄片浇口、扇形浇口、环形浇口、盘行浇口、护耳浇口、点浇口、潜伏浇口等。2、浇口位置的选择原则（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。（2）浇口设置应有利于排气和补塑。（3）浇口位置的选择要避免塑件变

36、形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。（4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接

37、处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。（5）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。本次毕业设计选择点浇口从塑件中心位置进料。5.3.3 点浇口尺寸设计本次设计采用圆形点浇口，其直径为：其中：。本次设计点浇口的结构形式与尺寸如图5-4所示。图5-4 点浇口的结构与尺寸5.4 排气溢流系统的设计5.4.1 型腔内气体的来源及其危害模具合模后，在模内的所以空间如浇道内、型腔内以及各个零件组合的空隙内都有残存的空气。另外，塑料熔融体射入型腔后也会产生一些分解出来的气体。这些空气和气体如果不能在塑料熔融体进入浇注系统的同时顺利地排出模外，将会产生下述的

38、危害：1、对射入流道的熔融状塑料产生阻力，降低流动速度，使成型困难，甚至难以充满型腔，造成凹陷或者缺料，产生废品。2、在制品上形成空洞（气泡）接痕，云纹等缺陷，降低制品质量（严重时制品表面变色、焦损等）。3、降低连续注射的速度，影响生产效率。5.4.2 排气系统的形式1、利用分型面或配合间隙排气2、在分型面上开设排气槽排气3、利用排气塞排气4、强制性排气本次设计属于中小型简单模具，排气量不大，故采用分型面或配合间隙排气，不另设排气槽。第6章 成型零件设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件。包括凸模、凹模、成型杆和成型环等。成型零件的设计分为结构设计与尺寸设计两个部分，其中尺寸设计时

39、因塑件的热胀冷缩的原因，因此塑件收缩率对尺寸的影响最大，本次设计中采用的塑件材料pe的成型收缩率为：1.5%3.6%，所以本次设计中盒盖材料pe的平均收缩率为：6.1 型腔的设计6.1.1 型腔的结构设计型腔（又称凹模）是成形塑件外表面的主要零部件，按其结构不同，可分为整体式和组合式等。1、整体式凹模整体式凹模由整块材料加工而成，其特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹，但是由于加工困难，热处理不方便，整体式凹模常用于形状简单的中、小型模具上。2、组合式凹模组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。本次设计采用整体式凹模，凹模由整块材料加工而成，并且该材料还是一整块模板。6.

40、1.2 型腔径向尺寸设计1、型腔径向尺寸计算的公式如（6-1）： （6-1）凹模径向公称尺寸制品径向公称尺寸塑料平均收缩率制品公差值模具制造公差（取制品相应尺寸之）注：其中制品尺寸中未标注偏差值的尺寸，其公差等级选it14。（1）（2）（3）2、型腔深度的计算 型腔深度尺寸计算的公式如（6-2）： （6-2）本次设计型腔在整块定模板上开设，结构与尺寸如图6-1所示。图6-1 定模型腔板6.2 型芯的计算6.2.1 型芯的结构设计凸模和型芯均是成形塑件内表面的零件，凸模一般是指成形塑件中较大的，主要内形的零件，又称主型芯；型芯一般是指成形塑件上较小孔槽的零件。凸模按结构可分为整体式和组合两大类，

41、本次设计中采用组合式。由成形四个侧面的内部形状，并执行内侧抽芯和斜推杆端部和即成形塑件内部定表面有实现斜推杆导滑的成形块构成。6.2.2 型芯的尺寸设计1、型芯径向尺寸的公式如（6-3）： （6-3）（1）（2）（3）2、型芯高度尺寸的计算型芯高度尺寸计算的公式如（6-4）： （6-4）（1）（2）主型芯的结构尺寸如图6-2所示，三维模型如图6-3所示。图6-2 型芯图6-3 型芯三维模型第7章 脱模机构设计本次设计中因采用点浇口进料，根据点浇口浇注系统两端小中间大的特点，为了能方便的取出浇注系统凝料，需要增开一个辅助分型面，以便于点浇口浇注系统的脱模。故本次设计要求设计顺序分型机构以达到两个

42、分型面顺序开模取件的目的。7.1 顺序分型机构的设计7.1.1 顺序分型机构顺序分型机构又称顺序脱模机构。顺序分型机构通常要完成两个以上的分析动作。常用的顺序分型机构有：1、弹簧顺序分型机构；2、拉钩顺序分型机构；3、定距导柱顺序分型机构；4、定距拉杆顺序分型机构；5、定距拉板顺序分型机构。本次设计采用定距拉杆顺序分型机构来实现定模座板和定模板之间的辅助分型面的开模。7.1.2 定距拉杆顺序分型机构本次设计中定距拉杆分型机构，其结构形式如图7-1所示。其主要由弹簧和定距拉杆两个零件组成。弹簧主要用于提供定模板的初始分型力。定距拉杆（如图7-2所示）用于控制定模板和定模座板之间的开模距离，并在达

43、到要求的开模距离后使定模板停止，以实现动定模之间的分型。定距来过通过前端的螺纹固定在定模座板上。定距拉杆与弹簧其固定与装配形式如图7-3所示。图7-1 定距拉杆顺序分型结构图7-2 定距拉杆图7-3 定距拉杆与弹簧的安装7.2 塑件推出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成形零件上脱出的过程，使塑件从成形零件上脱出的机构成为推出机构。7.2.1 推出机构的设计原则1、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。2、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。3、为了保证良

44、好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。4、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。7.2.2 推出机构的类型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。其中常用的是机动推出，主要通过安装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成推出动作。由于本次设计的盒盖内侧形状较为复杂，且需要内侧抽芯，故采用了斜推杆侧抽芯机构，在推出机构工作的过程中斜推杆机实现内侧抽芯，有起推件作用。其推出机构部分结构如图7-4所

45、示。图7-4 塑件脱模机构7.2.3 斜推杆塑件脱模机构设计斜推杆侧抽芯机构中通过推出机构采用中心定出形式，主要由推板和滑座组成。斜推杆一端通过滑座与推板相连，接受推板提供的注射机顶杆的推出力，另一端即成形塑件的内表面形状，有推出塑件，即在推出机构中斜推杆相对于推杆。1、推板设计推板的主要作用是将注射机顶杆的定出力传递给推出机构，固定斜推板，并保证斜推杆的运动平稳。推板结构如图7-5所示，三维模型如图7-6所示。图7-5 推板结构图图7-6 推板2、滑座设计滑座结构如图7-7所示。图7-7 滑座3、复位杆本次设计中推出机构的复位采用复位杆复位，复位杆如图7-8所示。图7-8 复位杆综上所述，推

46、出机构的装配如图7-9所示。图7-9 推出机构装配效果7.3 导向机构的设计7.3.1 导向机构的作用导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边的称为正装，导柱安装定模一边的称为倒装，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定的侧压力。1、定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。2、承受一定的侧压力的作用：塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一定侧压力的作用。3、导向作用：动

47、、定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。 7.3.2 导向机构设计导柱如图7-10所示。 图7-10 导柱第8章 侧抽芯机构设计8.1 侧抽芯机构概述在注射模设计中，当塑件上具有与开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前，一般都需要侧向分型和抽芯才能取出塑件，完成侧向活动型芯的抽出和复位的这种机构就叫做侧向抽芯结构。8.1.1 常见的侧抽芯形式侧型

48、芯常常装在滑块上，这种滑块机构的运动常常有以下这几种形式：1、模具打开或闭合的同时，滑块也同步完成侧型芯的抽出和复位的动作。2、模具打开后，滑块借助外力驱动完成侧型芯的抽出和复位的动作。3、将滑块设在定模，在模具打开前，借助其他动力将侧型芯抽出。8.1.2 侧抽芯机构的类型按照动力来源将其分为手动、气动、液压和机动四种类型。其中机动侧抽芯机构的结构比较复杂，但抽芯不需人工操作，抽芯力较大，具有灵活、方便、生产效率高、容易实现全自动操作、无需另外添置设备等优点，在生产中被广泛利用。机动侧抽芯结构根据传动元件的不同，可分为以下几种：1、斜导柱侧抽芯机构2、弯销侧抽芯机构3、斜导槽侧抽芯机构4、斜滑

49、块侧抽芯机构5、斜推杆侧抽芯机构6、齿轮齿条侧抽芯机构 根据塑件形状特点可知塑件脱模需要四个方向的侧抽芯动作，故本次设计采用斜推杆侧抽芯机构。8.2 斜推杆侧抽芯机构设计斜推杆侧抽芯机构主要由斜推杆及其导滑零件组成，其中斜推杆在成型过程相当于侧向成型零件，脱模过程中即实现侧抽芯又做推杆推出塑件。1、斜推杆斜推杆如图8-1所示。即使成型零件，有时移动滑块。图8-1 斜推杆三维模型2、导滑槽模具设计中常见的导滑形式如图8-2所示。本次设计中主要采用t字型导滑，导滑槽直接开设在型芯上。 图8-2 常见的导滑形式综上所述，整个斜推杆侧抽芯机构装配如图8-3所示。图8-3 斜推杆侧抽芯机构第9章 模架设

50、计9.1 模架概述模架也称模体，是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都固定在其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起。我国市场上销售的标准模架如图9-1所示，它一般由定模座板（定模底板）、定模固定板、（又称定模板）、动模固定板（又称型芯固定板）、动模垫板、垫块、动模座板（又称动模底板）、推板、推杆固定板、导柱、导套、复位杆等组成。另外，根据需要还有特殊结构的模架，如点浇口模具、带脱模板的模架等。1-定模座板 2-定模固定板 3-导柱及导套 4-动模固定板 5-动模垫板 6-垫块7-推杆固定板 8-推板 9-动模座板图9-1常见的注射模模架9.2 模架设计1、定模座板定模座板主要用于安装浇口

51、套等零件，并注射机的活动模板连接在一起，使得注射模的定模部分与注射机连接起来。其结构形式如图9-2所示。图9-2 定模固定板2、定模板本次设计在定模板上直接加工型腔，故又称定模型腔板，如图9-3所示。图9-3 定模型腔板3、型芯固定板本次设计型芯通过斜推板固定在如图9-4所示的型芯固定板上。图9-4 型芯固定板5、垫块设计垫块的作用是支撑处推出机构工作的空间。本次设计的垫块，如图9-5所示。图9-5 垫块第10章 注射机的校核10.1 注射参数的校核10.1.1 注射压力的校核盒盖的原料为pe，所需的注射压力为：60100mpa,而所选的注射机压力为：150mpa，所以注射压力符合要求。10.

52、1.2 最大注射量的校核注射机的最大注射量应该大于制品的质量或者体积（包括流道及浇口和飞边），通常注射机的实际注射量最好是注射机的最大注射量的80%，所以选用的注射机最大注射量应满足公式（10-1）： （10-1）其中 满足要求10.1.3 锁模力的校核锁模力的校核公式如（10-2） （10-2）p熔融状态时料在型腔内的压力。k压力损耗系数a塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和。 故所选定的注射机的压力满足要求。10.2 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核10.2.1 模具闭合高度的校核1、模具闭合高度的长宽尺寸要与注射机模板尺寸将诶拉杆间距相合适。模具长模具宽拉杆面积2、模具闭合高度的校核

53、hmin注射机允许的最小模厚=160mmhmax注射机允许的最大模厚=280mmh模具闭合高度= h1abh2=10+2032406020182mm hmin h hmax故满足要求。10.2.2 开模行程校核注射机的最大行程与模具厚度有关（入全液压合模机构的注射机），故注射机的开模行程应该满足式（10-3）：s(hhmin)h1+ h2(510) （10-3）s注射机的最大开模行程，其值为：180mmh1顶出距离，其值为：10mmh2包括浇注系统在内的塑件高度，其值为：58mm 180(182160满足要求。第11章 运用pro/e软件进行实体造型随着计算机技术的迅

54、猛发展，工业设计领域的三维设计软件也得到了前所未有的发展，各种三维cad/cam软件系统应运而生，各具特色，其中由美国参数技术公司开发的pro/engineer软件系统表现得非常突出，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械cad/cam领域的新标准而得到业界的认可和推广。该软件能将设计至生产的过程集成在一起，让所有的用户同时进行同一产品的设计制造工作。pro/engineer第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题，使产品的设计与更改简易、灵活。pro/engineer软件系统囊括了零件设计、产品装配、模具开发、nc加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真和应力分析等多种功能，它的基于特征的方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程