毕业设计（论文）ABS塑料旋钮模具设计

1、毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题题目目:abs 塑料旋钮模具设计 专专业业: 机电一体化技术 班班级级: 04413 学学号号: 36 姓姓名名: 指导老师指导老师: 成都电子机械高等专科学校 二七年六月 论 文 摘 要 通过设计可使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零 件加工工艺制定的方法；提升测量、绘图、查阅资料、文献翻译、应用专业软件 等方面的能力与水平；能够得到全面、系统工程实践能力训练；培养和造就我的 创新能力和工程意识、严谨的科学态度、逻辑思维方式、求实的工作作风及正确 的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。 本课题来源于生产实

2、际，综合运用在学期间所学理论知识和技能，掌握塑料注射 模具与成型零件加工工艺设计的步骤和方法，所设计模具结构合理、工艺性好、 装配维修方便和经济。可以熟悉设计开发模具的过程,培养独立思考能力，检验 学习效果和动手能力，提高工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。 关键词关键词： 旋纽建模 工艺编制 注射模具设计 abstract pass the design can make the professional theories that me learn when make stronger;control to inject a molding tool design further

3、with model the method that the spare parts processes craft establishment;promote diagraph and paint, check the ability and level of data, the cultural heritage translation, applied professional software etc.;can get completely, the system engineering practice ability training;develop and educate my

4、creative ability and engineering to realize, careful science attitude, logic mode of thinking, beg solid work style and correct science research a method.strengthen my employment competition ability thus, lay good foundation for aftertimes actual work.this topic comes from produce physically, compre

5、hensive usage in the semester academic theories theory knowledge and technical ability, control plastics to inject a molding tool and model spare parts to process step and method of technological design, the molding tool structure design reasonable, craft good, assemble to maintain convenience and e

6、conomy.can acquaint with a design development the process of the molding tool, foster independent thinking ability, examine study effect and begin ability, improve engineering fulfillment ability, physically worked to lay solid foundation for the future. key words: the xuan niu sets up a mold the cr

7、aft draw up inject a molding tool design 目录 论论 文文 摘摘 要要.1 关键词：关键词：.1 abstract.2 key words:.2 目目录录.3 引言引言.4 第第 1 章章 设设 计计 任任 务务.5 1.1、技术要求：.5 1.2. 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析.6 1.3.确定注塑机机类型（注射机的选择）.7 1.3.1注射机的选择.7 1.3.2注射机有关参数.8 1.3.4.模具结构分析与设计 （abs旋钮塑件的结构设计）.9 1.3.5 浇注系统的设计.11 1.3.6 模具工作零件的设计与计算.12 1.3.7. 排气结构

8、设计.14 1.3.8 冷却系统的设计与计算.14 1.3.9标准模架的调入及及标准件相关零件结构的生成等等.15 第第 2 张张 拟定模具结构形式拟定模具结构形式.17 2.1 确定型腔数量及排列方式.17 2.2 模具结构形式的确定.18 2.2.1注射机型号的确定.18 2.2.2分型面位置的确定.18 第第 3 张张 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计.19 3.1 主流道设计.19 3.1.1主流道尺寸.19 3.1.2主流道衬套的形式.20 3.1.3主流道衬套的固定.20 3.2 分流道设计.21 3.2.1主分流道的形状及尺寸.21 3.2.2主分流道长度.22

9、3.2.3.副分流道的设计.22 3.2.4分流道的表面粗糙度.22 3.2.5分流道的布置形式.22 3.3 浇口的设计.23 3.3.1浇口的选用.23 3.3.2浇口位置的选择.24 3.4 浇注系统的平衡.25 3.5 冷料穴的设计.26 第第 4 张张 成型零件的设计与加工工艺成型零件的设计与加工工艺.27 4.1 模具制作的前期准备.27 4.1.1、模具制作的基本内容。.27 4.1.2、模具制作的技术准备.28 4.1.3确定待加工零件的备料尺寸或毛图.29 4.1.4待制作模具成本估算：.29 4.1.5 模具制作的组织准备。.30 第五章第五章 模具制作零件的加工模具制作零

10、件的加工.31 5.1 型腔加工.31 5.2 型腔模的机器设备参数.32 5.2.1cimatron典型型腔模零件的加工参数设置.33 5.3. 型芯加工.34 5.3.1铸件金属型芯的设计规定.35 5.4 推杆和拉杆断裂的原因及解决办法.35 5.5 模具的装配.37 5.5.1、常用的装模工具.37 5.5.2 冷冲模的装配：.37 5.5.3、塑料模的示范装配.42 5.6 装模与试模.44 5.6.1 模具的安装：.44 5.6.2、模具的调试.46 结结 束束 语语.49 参考文献参考文献.50 引言 模具是制造业的重要工艺基础。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪 表、家电、

11、通讯和军工等产品中，6080的零部件，都要依靠模具成型。用 模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗， 是其他加工制造方法所无法比拟的。且模具在很大程度上决定着产品的质量、效 益和开发能力。 调研与市场分析发现塑料模具设计与制造方面的人才需求量很大，尤其是具 备一定工程素质和实际工作能力的毕业生很受用人单位欢迎。 通过设计可使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零加 工工艺制定的方法；提升测量、绘图、查阅资料、文献翻译、应用专业软件等方 面的能力与水平；使学生能够得到全面、系统工程实践能力训练；培养和造就我 的创新能力和工程意识、严谨的科学态度、逻辑

12、思维方式、求实的工作作风及正 确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基 础。 本课题来源于生产实际，综合运用在学期间所学理论知识和技能，掌握塑料 注射模具与成型零件加工工艺设计的步骤和方法，所设计模具结构合理、工艺性 好、装配维修方便和经济。可以熟悉设计开发模具的过程,培养独立思考能力， 检验学习效果和动手能力，提高工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。 第 1 章 设 计 任 务 1.1、技术要求： 1、塑件外表无痕，采用一般精度进行设计； 2、未注尺寸公差取 mt5 级精度； 3、采用注射成型,大批量生产。 （详见零件图） 1.2. 塑件的工艺性分析塑件

13、的工艺性分析 1使用性能、制件技术要求和生产要求 该塑件为 abs 塑料旋钮，使用范围较广。根据一般精度和大批量生产要求， 采用注射成型的成型方法。 2塑件材料的特性 abs 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，属于热塑性无定性塑 料， 价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一，其力 学性能和热性能均好、硬度高、表面易镀金属、流动性中等；易加工、高光洁度 及高强度，又有其耐疲劳和抗应力开裂能力、冲击强度高 ；耐酸碱等抗化学性 腐蚀性强，容易加工成型、修饰容易等优点。其密度 =1.021.16g/cm3，溢边 值为 0.04 毫米左右，吸湿小,不须充分干燥,且不易分解,

14、可用螺杆或柱塞式注射 机注射成型。 3. 塑件尺寸精度分析 该零件的重要尺寸，如，36mm 的尺寸精度为 mt3 级，次重要尺寸 4mm 的尺寸精度为 mt4 级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用 mt5 级精 度。 由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸 的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，厚度较为均匀。 4塑件表面质量分析 必须避免在塑件的分型面处出现毛边； 注意孔处不出现锐边； 表面粗糙度只有塑件外形要求较高,其它部位没有较高粗糙度要求。 该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实 现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下

15、，零件的成型要 求可以得到保证。 5塑件的结构工艺性分析 （1）塑件厚度适中，壁厚较均匀，塑件成型性能良好； （2）塑件本身有一定的斜度，利于脱模； （3）从塑件结构看，该旋钮模具应设置一个分型面。 6.确定成型方法 塑件采用注射成型法生产，为符合塑件外观要求，初步采用侧浇口，模具为 单分型面双型腔注射模。 1.3.确定注塑机机类型（注射机的选择） 1.3.1 注射机的选择 1塑件的体积计算 通过计算得到塑件的体积为： v塑件 = 25953 = 11906mm3 2.浇注系统的体积计算 通过计算得到浇注系统的体积: v 浇 = 2v 浇口+v 主流道+v 分流道 = 29.6+1585.7+

16、2631.9 = 4236.8mm3 v 总 = v 塑件+v 浇=11906+4236.8 = 16142.8 mm3 3计算塑件的质量 查有关资料得：abs 材料 =1.021.16g/cm3，根据塑件形状及尺寸， 采用一模两腔的模具结构。 塑件和浇注系统的质量: w总 = （v塑件+v 浇） = 1.0916.14 17.59g 4.注塑机的选择 查相关手册，abs 的注射压力 6001000（105）pa，塑件较简单，取 p=70mpa （1）塑件投影面积计算 a =rr=3.141.91.9 11.34cm2 （2）型腔压力计算 p腔 = 2/3p = 46.7 mpa （3）锁模力

17、计算 f = 11.3446.7 5.30104n 安装模具的厚度应满足： hminhhmax 设计模具厚度 h总=192mm 选 xs-z-60 型，最大装模高度 hmax=200mm，最小装模高度 hmin=70mm h总=192mm 介于二者之间，满足模具厚度安装要求。 1.3.2 注射机有关参数 1.xs-z-60 型注射机的主要参数 标称注射量 60cm3 定位孔直径 55mm 最大开模行程 s 180mm 喷嘴球头半 径 r12mm 最大装模高度 hmax 200mm 喷嘴孔直径 4mm 最小装模高度 hmin 70mm 螺杆直径/mm 38 模板最大安装尺寸 330440mm 最

18、大开模行 程 180mm 2模具开模行程校核 模具开模行程应满足：smsz 其中：sz 为最大开模行程，查注射机 xs-z-60 型 sz = 180mm， sm 为模具的开模行程； sm = 塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm = 28+55+28.5+7 = 118.5mm 可见 smsz ，xs-z-60 满足其开模行程 3.模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为 200mm200mm ，xs-z-60 型注射机模板最 大安装尺寸为 330mm440mm，故能满足模具安装要求。 4注塑机的参数校核 最大注射量的校核计算 校核式：(0.80.85)v公v总 其中：

19、v总 16.14cm3 （0.80.85)v公=（0.80.85）60 50cm3 可见满足校核式，即所设计模具注射量满足 xs-z-60 最大注射量要求。 注射机压力的校核 p 机p 塑 p 机注射机的最大注射压力，mpa 或 n/ cm3 p 塑成型塑件所需的注射压力，mpa 或 n/ cm3 一般 abs 取 100120mpa，xs-z-60 注射机的最大注射压力 p 机=122mpa， 可见 xs-z-60 注射机满足 abs 注射压力的要求。 综合验证，xs-z-60 型注射机完全能满足此模具的注射要求。 5、塑件的注射工艺参数的确定 根据情况，abs 塑料的成型工艺参数可作如下选

20、择，在试模时可根据 实际情况作适当的调整。 注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。 料筒温度：后段温度 t1选用 190 中段温度 t2选用 210 前段温度 t3选用 230 喷嘴温度：选用 200 注射压力：选用 100mp 注射时间：选用 20s 保压时间：选用 2s 保压： 80mp 冷却时间：选用 28s 总周期： 50s 1.3.4.模具结构分析与设计 （abs 旋钮塑件的结构设计） 1、分型面的选择和确定 塑件的分型面应取在位于塑件截面尺寸最大的部位，该塑件为旋纽，表面质 量无特殊要求，按塑件结构，分型面选在塑件的端面,型芯设在动模，开模后塑 件包在型芯上留在动模，符合分型面设计原则

21、，保证制件的精度，简化了模具结 构。 2、型腔数目的确定 型腔数的确定有多种方法，本题采用注射机的注射量来确定它的数目。其公 式如下： n2=(g-c)/v 式中：g注射机的公称注射量/cm3 v单个制品的体积/cm3 c浇道和浇口的总体积/cm3 生产中每次实际注射量应为公称注射量 g 的（0.750.45）倍，现取 0.6g 进 行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.21）倍，现取 c0.6v 进行计算。 n2=0.6(g-v)/v=0.6(60-11.906)/11.906=2.42 由以上的计算可知，可采用一模两腔的模具结构。 3. 型腔的排列 由于塑件的特殊(属于小型塑

22、件且塑件外表无痕)要求,又要满足大批量生产 要求，为使模具设计制造简便，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素， 拟采用下图所示的型腔排列方式。此模具可采用一模两腔，平衡布置，塑件型腔 设置应设计在模具的对称中心方向上成型。 4、推出机构的选择 浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的 一段路程的总称。它是由主流道、分流道、进料口、冷料穴等组成，主流道为圆 锥体，锥度为 3，其直径的决定主要取决于主流道的剪切速率。由于塑件的外 行结构特点,推出机构应采用用推杆推出机构将塑件推出模外。每个制件同时由 4 根推杆推出模外，其结构简单，推出可靠。 推杆工作长度 l工 =

23、 28.5mm 推杆总长度 l = 115.5mm 推杆推顶推件板时应有足够的稳定性，其受力状态可简化为一端固定、一端 自由的模型，根据压杆稳定公式推导推杆直径计算式为： dk64qe(l) 2/ne31/4 c=4qe/nd2s 式中：d推杆直径(mm) k安全系数，查手册取 k=2 2 qe脱模力(n) 2826 塑料(t8a)材料的泊松比 0.32 l推杆的长度(mm) 131.5 n推杆根数 4 e推杆材料(t8a)的弹性模量(mpa) 2.1105 c推杆所受的压应力(mpa) s推杆材料(t8a)的屈服点(mpa) 360 qe= qc + qb=2e s t h kf /(1-)

24、+ 0=23.1421030.6%242.50.3/(1- 0.32)=2826n qc克服塑件对型芯包紧的脱模阻力(n) qb一端封闭壳体需克服的真空吸力(n) 0 e塑料的拉伸弹性模量(n/mm 2) 2103 s塑件平均成型收缩率 0.6% t塑件厚度(mm) 2 h型芯脱模方向高度(mm) 42.5 kf脱模斜度修正系数 0.3 将以上各数据代入式得： d=3.746mm 圆整取 4mm 将以上各数据代入式进行校核： c=4qe/nd2=56.25mpas=360 mpa 所以此推杆符合要求。 1.3.5 浇注系统的设计 用一模两腔的成型方法，将浇注系统设在塑件中央孔处，采用侧浇口的浇

25、 注形式，分流道截面为梯形，使得模具结构简单，易于加工。 主流道尺寸设计 主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴配合，查表得知 xs-zy-125 型注射 机的喷嘴孔直径 d0=4、喷嘴球半径 r0=12， 模具浇口套主流道小端直径为 d = d0+1 = 4+1 = 5mm 模具浇口套主流道球面半径为 r = r0+（12）= 12+1 = 13m 将主流道设计成圆锥形,主流道的半锥角 通常为 12过大的锥角 会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体 的流动阻力过大，此处的锥角选用 1.5。主流道的长度 l 一般控制在 60mm 之 内，可取 l50mm。 分流道

26、的形状及尺寸 分流道在设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度 的降低，同时还要考虑减小流道的容积。圆形和正方形流道的效率最高，但考虑 到加工的方便性，可采用梯形的流道，其加工较容易，且热损失和压力损失均不 大。 一般梯形大边宽度在 510mm 范围内，分流道的截面尺寸可根据制品所用 的塑料品种、重量和壁厚，以及分流道的长度由模具设计与制造简明手册第 二版中表 249 所示的经验值来选定，经查取，梯形的大边宽为 l7mm，高度 为 h=5mm，侧面斜角为 100分流道设置在分型面上。 浇口设计 根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用侧面进料的搭接式浇口，其 优点是截面形状简

27、单，易于加工，便于试模后修正。本塑件为小型塑件，一般深 度 t=0.52.0mm(或取塑件壁厚的 1/32/3)，宽度 b=1.55.0mm,因此该浇口 t=0.8mm,b=2mm,搭接部分的长度 l1=（0.60.9）+b/2=0.6+1=1.6,浇口长度可 适当加长，取 l=3mm。 冷料穴的设计 采用倒堆形拉料杆,如图 1.3.6 模具工作零件的设计与计算 型芯型腔采用组合式，这样既有利于节省贵重金属材料，又利于加工和排 气。如图所示： 本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公 差和平均磨损量来进行计算，已给出这 abs 的成型收缩率为 0.006，模具的制 造公

28、差取 z=/3。 型腔型芯工作尺寸的计算 类 别 塑件尺寸计算公式模具尺寸 380-0.5637.810+ 0.19 360-0.3235.980+ 0.11 340-0.56 lm=(ls+ls.scp%- 3/4)0+z 33.780+ 0.19 型 腔 计 算 型 腔 12.50.1 6 hm=(hs+hs.scp%- 2/3)0+z 12.520+0.1 1 320+0.5632.610- 0.19 340+0.5634.620- 0.19 80+0.28 lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z 8.260- 0.09 主 型芯 110.26hm=(hs+hs.scp%+2/3)

29、0-z 11.150-0.17 40+0.18lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z4.160- 0.06 型 芯 计 算 小 型芯 260.25hm=(hs+hs.scp%+2/3)0-z26.240- 0.17 型腔侧壁厚度和底板厚度的计算： 1）型腔侧壁厚度的计算 根据圆形整体式型腔的侧壁厚度计算公式： s1.15pr4/e()1/3 式中：s侧壁厚度(mm) p型腔压力(mpa) 46.7 r型腔半径(mm) 18 e模具材料(sm2)的弹性模量(mpa) 2.1105 刚度条件，即允许变形量(mm) 0.05 将以上各数代入式得： s1.15(46.7184)/(2.11050

30、.05)1/3 =8.92mm s 可取 9mm 2）底板厚度的计算公式如下： hs0.56(ph4/e)1/3 将各参数代入式中得：hs0.56（46.712.54/2.11050.05）1/3 =2.67mm 型腔的厚度 h腔2.67+12.5=15.17mm h腔取 25mm 1.3.7. 排气结构设计 热塑性塑料模具排除的气体量比较少，且制件小，属中小型简单型腔模具， 模具的型芯型腔为组合拼式，因此，无需开设排气体槽，利用模具配合间隙排 气便可满足要求。且与整体式型芯型腔相比，组合式型芯型腔使加工和热处理 工艺大为简化。 1.3.8 冷却系统的设计与计算 冷却系统设计的有关公式： qv

31、=wq1/c1(1-2) 式中：qv冷却水的体积流量(m3/min) w单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min) q1单位重量的塑料制品在凝固时所放出的热量(kj/kg) 冷却水的密度(kg/m3) 0.98103 c1冷却水的比热容kj/(kg.)4.187 1冷却水的出口温度() 25 2冷却水的入口温度() 20 q1 可表示为：q1=c2(3-4)+u 式中：c2塑料的比热容kj/(kg.) 1.465 q3塑料熔体的初始温度() 210 4塑料制品在推出时的温度() 60 u结晶型塑料的熔化质量焓(kj/kg) q1=c2(3-4)+u=1.465(210-60)=219.75

32、kj/kg 将以上各数代入式得： qv=(0.013219.75)/0.981034.187(25-20)m3/min =0.1410-3m3/min 上述计算的设定条件是：模具的平均工作温度为 40，用常温 20的水 作为模具的冷却介质，其出口温度为 25，产量为 0.013kg/min。 由体积流量，查表可知所需的冷却水管的直径非常小，体积流量也很小， 故可不设冷却系统，依靠空冷的方式即可。但为满足模具在不同温度条件下的 使用，可在适当的位置布置直径 d 为 8mm 的管道来调节温度，冷却水通过外部 的塑料软管循环，调节冷却水的流速和温度，可在一定温度范围内调节冷却效 果。 1.3.9 标

33、准模架的调入及及标准件相关零件结构的生成等等 模架的设计可以通过自定义方式，也可以通过调入标准模架来建立。 topsolid 建立了丰富的标准模架库： dme、futaba、hasco、meusburger、moldman、pedrotti rabourdin、hestrack_norma（2004 年底前增加国标模架库）等 众多标准模架库，方便设计者与供应商之间的合作设计。图九为 futaba_s3550 模架，在调入过程中只需鼠标点击定位点，并选择该模架 型号便一切就都交给系统了。 模架的调入只是模具结构设计的第一步，为了大量减少后续的设计操作： 1、topsolid 建立了完善的模具设计

34、用的智能标准件库，如导柱/导套系 列、浇注系统系列、顶出机构系列、冷却回路系列、侧楔斜导柱系列及常用的紧 固件系列等的标准件库。 2、在设计过程中调用标准件时，系统对其相关的零件自动进行布尔操作，即 产生与标准件相对应的孔. 图十 螺钉孔视图 以顶出机构设计为例：顶杆设计只需确定顶出点，以及顶杆的相应参数（直 径等），其他的操作由系统自动完成。即在调入顶杆的同时，系统将所有与之关 联的各模板都进行打孔及确定相应各点顶杆长度等的标准操作。 另又以调用紧固内六角螺钉为例，他的调入只需选择要安装的点、面和要紧 固的零件，系统便会智能地为零件进行打孔操作，所打的各个孔均具有不同的 配间隙，所有操作均符

35、合紧固件设计规范。 第 2 张 拟定模具结构形式 2.1 确定型腔数量及排列方式 型腔的数量是根据实际情况给定，为“二出二”即二模两腔，考虑了本产 品的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型 腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方 式如下图所示： 图 (1) 2.2 模具结构形式的确定 由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此 我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构，模具 将会采用两个分模面，两个分型面。 2.2.1 注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射

36、机。中等型号的占大部 分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到 这套模具，根据厂家提供资料，注射机型号和规格以及各参数如下： 注射量：95g 锁模力：120t 模板大小：400550 开模距离：27 推出形式：推杆 推出位置：直线向上 推出行程：28mm 2.2.2 分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推 出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时 应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵 循

37、以下几项原则： 1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3 保证塑件的精度要求。 4 满足塑件的外观质量要求。 5 便于模具加工制造。 6 对成型面积的影响。 7 对排气效果的影响。 8 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5）和第 2） 、第 8）点。为了便于模具加工制造，应尽是 选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用 aa 这样一个平直的 分型面，前模（即定模）做成平的就行了，胶位全部做在后模（即动模） ，大简 化了前模的加工。aa 分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的 bb 和 cc 分型面是行位（即滑块）的分型

38、面。这样选择行位分型面，有利 于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑 件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从 aa 分型，了 bb 处的行位向左移开，cc 处的行位向右移开后，由于塑件 收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出 塑件。 第 3 张 浇注系统形式和浇口的设计 3.1 主流道设计 3.1.1 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥 度的流动通道。主流道小端尺寸为 3.54mm。 3.1.2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件

39、，对材料要求较严， 因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套， 这边称唧咀） ，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标 准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者， 有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 12，16，20 等几种。由于注 射机的喷嘴半径为 20，所以唧咀的为 r21。 图 (2) 3.1.3 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈 也是标准件，外径为 55mm，内径 20mm。具体固定形式如下图所示： 图 (3) 3.2 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应

40、设置分流道，分流道是指主 流道末端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。 因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中 压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 3.2.1 主分流道的形状及尺寸 主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆 形梯形 u 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的 热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： （式

41、 1） 4 2654 . 0 lmb （式 2）bh 3 2 式中b梯形大底边的宽度（mm） m塑件的重量（g） l分流道的长度（mm） h梯形的高度（mm） 梯形的侧面斜角 a 常取 50150，在应用式（式 1）时应注意它的适用范 围，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在 3.29.5mm 范围内才合理。 本电动机绝缘胶架的体积为 3221.7324mm3，质量大约 4g，分流道的长 度预计设计成 140mm 长，且有 4 个型腔，所以： 取 b 为 8mm3 . 714042654 . 0 4 4 b 取 h 为 5mm58 3 2 h 梯形小底边宽度取 6m

42、m，其侧边与垂直于分型面的方向约成 100。另外 由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板） ，分流 道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。 实际加工时实，常用一种截面尺寸的梯形流道 图 (4) 3.2.2 主分流道长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料 和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长 140mm。 3.2.3.副分流道的设计 副分流道即图（6）中的主分流道以下的两个土字形的流道 副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边 20，其最底部直径为 6mm，水平方向上下两层流道的直径为 4mm，这些都是

43、根据经验取值， 其总长度为 38.15mm。 3.2.4 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔 体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 ra 并不要求很低，一般 取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固 定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有 适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。 （省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用 打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面 粗糙度。 ）

44、3.2.5 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的 布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸； 另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图： 图 (5) 3.3 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注 系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸 对塑件性能和质量的影响很大。 3.3.1 浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制 性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产 生

45、加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型 腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多 型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封 闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。 从图(6)中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称 之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模， 其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的 剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑 件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普

46、遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但 有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失 大，对深型腔塑件排气不便。 具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图 7 所试。浇口各部分尺寸都是 取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为 4 的分流道，再将 材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口 来的。 3.3.2 浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步 修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响 很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口

47、位置 的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真 考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： 1) 尽量缩短流动距离。 2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3) 必须尽量减少熔接痕。 4) 应有利于型腔中气体排出。 5) 考虑分子定向影响。 6) 避免产生喷射和蠕动。 7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8) 注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计 1 个进浇点 如图（8）和图（9）所示，进浇点 1 的分流道开在行位上，进浇点 2 的分流 道开在后模模仁上。 图 (6) 图 (7) 图 (8) 3.4 浇注系统的平衡 对于中小型塑

48、件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证 所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况 下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同 （型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及 成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡 式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 3.5 冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散 热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有个 温度

49、逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能 及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象 的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这 一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处） ，其标称直径与主 流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷 料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为 z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料 性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图（6）

50、中所示。实际上只要将分流 道顺向延长一段距离就行了。 第 4 张 成型零件的设计与加工工艺 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、 镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、 料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形 状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有 较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔 的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成 型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设

51、计，计算成型零件的工 作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 4.1 模具制作的前期准备 4.1.1、模具制作的基本内容。 模具制作考核的内容主要按模具钳工职业技能鉴定规范大纲的要求， 要能独立审定冷冲模或塑料全套图纸；审定冲、塑模具零件的加工工艺，并独立 完成车、铣、刨 、磨、钳、线切割。淬火等工种的操作，按照工艺和技术要求 加工制造模具零件，进行模具装配，试模以及调整.。 2、模具制作的具体项目 4.1.2、模具制作的技术准备 1 审定全套模具图纸 1） 、审定模具装配图纸 （1）检查模具的工作原理能否保证零件成形； （2）检查装配图的表达是否清楚正确合理； （3）检查相关零件之间的

52、装配关系是否正确； （4）检查总体技术要求是否正确，完整能否达到； （5）检查装配图的序号，标题栏，明细表是否正确完整； 2） 、审定模具零件图纸 （1）检查零件图与装配图的结构是否相符； （2）检查相关零件相互联接的结构与尺寸是否吻合； （3）检查零件图的投影关系是否正确表达是否清楚； （4）检查零件的形状尺寸和位置尺寸是否完整，正确； （5）检查零件的制造公差是否完整，合理； （6）检查零件的粗糙度是否完整，合理； （7）检查零件的材料及热处理是否完整，合理； （8）检查其他技术要求是否完整，能否达到； 2.审定待加工零件的加工工艺 对待加工零件的工艺要进行全面审核，既要保证零件图纸的技术

53、要求， 又要符合本实习基地机床设备的具体情况，其审定内容为： 1） 、审定原定工艺路线能否达到图纸的技术要求 2） 、审定采用的机床设备能否达到图纸要求的尺寸，精度及粗糙度； 3） 、审定原定工艺中所采用的设备本实习基地是否能够满足要求，若不能 满足则要改变加工方法，采用本实习基地现有的设备加工，但必须保证图纸要求。 4） 、审定原工艺过程中的二类工具本实习基地是否能够满足要求，若不能 满足要求，也要改变工艺，采用本实习基地现有的条件进行加工，若有特殊要求 或本实习基地确实无法加工的才考虑外协加工，外协加工的零件能在本实习基地 加工的内容要在本实习基地加工，尽可能地减少外协加工的内容，以降低成

54、本。 4.1.3 确定待加工零件的备料尺寸或毛图 模具制作最开始的工作就是备料，而一般模具零件的毛坯都为锻打或成型板 料锯割而成，所以简单形状的零件要定出毛坯尺寸，复杂形状的零件还要画出毛 坯图，现将冲塑模具零件各举一例说明备料尺寸的确定： 例一、倒装复合模的凹模尺寸为8018 求毛坯尺寸: 解：按简明手册表 41 查得： 2c=4+4 2a=3+3 若取中间值则凹模毛坯尺寸为: d+2c=180+6=186 t+2a=18+5=23 即凹模毛坯尺寸为中 18623 例二、塑料模型腔板的外形尺寸为 20020022 求该板的毛坯尺寸 解：由表查得 2b 或 2h=5+5 2l=5+7 参考以上

55、数据,一般长宽方向取大些,厚度方向了取小些 200+10=210 22+8=30 得：型腔板的毛坯尺寸为 21021030 4.1.4 待制作模具成本估算： 模具成本是指制作某付模具所要消耗的全部费用即： 模具成本材料费机加工时费钳工工时费外购件费用试模费其 他费用 材料费：根据各种不同材料种类的重量及价格分别计算后全部相加而得 机加工工时费：根据各零件的加工工艺，计算出各工序的加工工时，根据各 种不同机床的加工和工时价分别计算后再相加。 模具钳工工时费：根据各个零件的钳工工作量算出每个零件的钳工加工工时， 和钳工的装配工时相加后，再乘以模具钳工的工时价而得， 外购件费：如螺钉、销钉、橡皮、弹

56、簧或模架外购所用费用的总和 其他费用：如设计费、淬火费、运输费、交通费、试模费的总和。 4.1.5 模具制作的组织准备。 1、明确模具制作的基本任务： 模具制作的基本任务是：给定冲压或塑压零件产品图及技术要求，学生 根据产品图纸及技术要求，设计模具编制工艺|、加工、装配模具并进行试模， 检验等，完成模具制作的全部过程。 具体要求如下： 1）设计冷冲模具或塑料模具全套图纸； 2）编制待加工零件工艺，整理外购件清单； 3）估算待制作模具成本； 4）按模具零件图纸及工艺过程，完成车、铣、刨、磨、钳及热处理的实 际操作，加工出符合要求的模具零件； 5）编制冲塑模具的装配工艺，并按工艺过程组装冲塑模具；

57、 6）完成模具在机床上的安装，调整及试模； 7）对试模零件进行试模检验，填写产品鉴定书，若有问题还要修整模具 再次试模，直至零件合格为止； 8）对制作的模具进行成本计算 2、制定模具制作计划 制定模具制作计划就是根据各模具制作时间的长短和模具制作的任务， 具体安排一个进程，以便制作工作有条不絮的进行，下面是按时间安排的一个生 产计划，供参考： 步骤 任务 1明确任务，制定计划安全操作规程 2审定模具图纸和待加工零件工艺估算待作模具成本 3确定待加工零件毛坯尺寸，列出外购件清单，绘制毛坯 图 4毛坯加工，刨、车或铣模具零件毛坯，磨四面对角尺 5模具零件划线，打孔，攻丝 6模具零件淬火回火 7模具

58、零件精加工 8模具装配 9试模计算模具实际成本总结 注：该进度是按模具制作的顺序编排的，有时因实际生产的需要有些工作要 穿插进行。 第五章 模具制作零件的加工 普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而 模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模 组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根 据模具加工的装配方法而定，如塑模型腔和型芯的相对位置与导柱孔关系。若以 型芯型腔为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱 导套作型腔 ，型芯相对位置控制基准时，则型腔及型芯固定板的导柱孔应与型 腔或型芯固定板的型

59、孔在各板之上同时加工出来。 5.1 型腔加工 圆形型腔一般可采用钻孔后铰孔达到，也可车磨达到，非圆型腔通孔一 般采用线切割加工后，用手工修锉拔模钭度，简单的通孔型腔也可用铣削加工后 由人工修锉达到，肓孔一般可先打孔或粗铣型腔后用电火花加工。总的原则也和 型芯加工一样，既要达到图纸的技术要求；又要结合本实习基地的现有设备，尽 量避免或减少外协加工，以节约费用降低成本。现举两例说明型腔的常用加工方 法： 例一 塑模的型腔板加工 图 710 塑模型腔板零件图 1、刨六面对角尺，保证尺寸 20020024 2、磨上下两平面及两基面对角尺，保证厚度 22 3、钳 （1）划线找中心在中心处和四导柱孔中心打

60、洋冲眼 割中间型孔保证 50 0.0550 0.05 五处打3 的穿丝孔 （2）割宽 20 的长方型孔与中间孔保证间距 10 0.05 （3）割四导柱孔 420+0.05 5、铣 将长方型孔扩大为 30 深 5 6、插侧抽芯进入孔 保证尺寸 206+0.1 的方孔及位置尺寸 7 7、检验后送钳工待装处 注：（1）此型芯板其余的孔均用配钻加工 （2）氮化待模具试模合格后再进行 例二 型腔板加工示范 图 711 塑模型腔板零件图 1、刨按图 712 加工 图 712 型腔板刨削工序图 2、磨上下两平面及两侧面保证尺寸 65 和 200 3、铣： 找正侧面由板将工件压紧在分度盘上，工件下面加垫平行垫