毕业论文（设计）斜导柱抽芯机构分析及骨架注射模具设计

1、毕业设计任务书1.设计的主要任务及目标 1)模具装配图及零件图2)设计说明书一本3)电子资料一份4)在教师的指导下，锻炼学生综合运用所学的基础与专业知识，分析与解决工程实际问题的能力。2.设计的基本要求和内容 基本要求:1) 收集、学习和掌握有关资料，熟练使用有关没计手册；2) 同学间互相讨论，按时向老师汇报和讨论，独立完成设计任务；3) 模具图纸符合机械制图规范，使用计算机绘制； 4) 设计说明书内容充实、语句通顺，计算准确、论点和公式有据可查。 主要内容：1）对给定工件进行工艺分析；2）进行注塑工艺设计；3）模具的总体设计；4）模具的结构设计；5）模具参数的校核。3.主要参考文献(1)王文

2、平，池成忠.塑料成型工艺与模具设计M.北京：北京大学出版社，2005.(2)塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册（轻工模具）M.北京：机械工业出版社，1997(3)唐志玉.塑料挤塑模与注塑模优化设计M.北京：机械工业出版社，2000.4.进度安排 设计各阶段名称 起 止 日 期1收集资料、完成文献综述2014年3月3日-2014年3月10日2完成工艺计算、确定模具结构方案2014年3月11日-2014年4月29日3中期检查2014年4月30日-2014年5月6日4绘制模具图2014年5月7日-2014年5月28日5完善设计内容、完成设计说明书2014年5月29日-2014年6月12日6准备

3、答辩2014年6月13日-2014年6月25日斜导柱抽芯机构分析及骨架注射模具设计摘要：注射成形是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。与其他模具相比，注射模具成型的塑料制件内在和外观质量均较好，生产效率特别高。本文以侧分型机构和骨架注射模具为研究对象，详细的分析了侧分型机构的几种类型，在综合分析塑件结构，使用要求，成型质量和模具制造成本的基础上，阐述了骨架注射模具的设计过程。设计的过程包括塑件工艺性分析、模具结构的设计、注射机的选用、浇注系统设计、排气系统设计、冷却系统设计和注射机有关参数的校核。由于塑件具有凹槽，所以采用侧向分型抽芯机构，使塑

4、件能一次成型,设计了相应的斜导柱侧向分型抽芯的注射模。最后介绍了模具的安装与试模过程。关键词：注射成型，注射模具，侧分型，斜导柱The analysis of oblique guide pillar core-pulling mechanism and injection mold design of frame Abstract：Injection molding is plastic molding of a kind of important method,it is mainly applied to thermoplastic plastic molding and shaping

5、 a complex shape of precision plastic pieces.Compared with other mold, injection molding plastic product appearance and intrinsic quality is good, the production efficiency is very high.In this paper, a side parting mechanism and the frame injection mould as the research object, a detailed analysis

6、of several types of side parting mechanism, on analyzing the structure of plastic parts ,use requirement,forming quality and mould manufacturing cost , expounds the design process of the frame injection mould.Design process including the plastic process analysis, mold structure design, the selection

7、 of injection machine, gating system design, design of the exhaust system, cooling system design and the injection machine and check the related parameters.Due to the plastic parts have a groove,so use the lateral ponts core-pulling mechanism,make plastics can once molding.Design the correspondings

8、oblique guide pillar side parting core-pulling of injection moudle Finally introduce the process of fix and tune of the mould.Keyword:injection molding,injection mould,core-pulling,oblique guide pillar目 录1 前言11.1 引言11.2 塑料的分类11.3 塑料模具的发展趋势22 注塑模侧分型机构分析42.1 斜导柱侧分型机构42.2 弯销侧分型机构52.3 液压侧抽芯机构62.4 斜导槽侧向分

9、型与抽芯机构63 工艺分析及工艺方案的确定73.1 工艺分析7778883.2 注塑工艺设计884 选择注射机104.1 塑件工艺参数计算1010104.2 型腔数目的确定104.3 注塑机的选择1111115 模具设计有关计算135.1 成形零件工作尺寸的计算1313145.2 成型腔壁厚的计算146 模具结构的设计166.1 型腔的排列166.2 浇注系统的设计16161718186.3 分型面和排气槽的设计2020216.4 加热与冷却系统的设计2122226.5 侧向分型与抽芯机构的确定2323242525266.6 模具结构尺寸的设计2829296.7 合模导向机构的设计29306.

10、8 推出机构的设计3132326.9 复位机构的设计337 注塑机参数的校核347.1 最大注塑量的校核347.2 注塑压力的校核347.3 锁模力的校核347.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核353535358 模具安装和试模37结论38参考文献39致谢401 前言1.1 引言通过分析老师给的毕业设计课题，选用注射成型此零件。注射成型主要用于热塑性材料的成型，它具有周期性的生产方式。注射成型的过程复杂但效率较高，它涉及的因素有很多，比如：注射机的工作状况，注射工艺参数的控制，注射条件的设计，模具的结构以及设计制造情况和原材料本身的性能等等。因此，通常根据实际的情况对塑件的性能特点做一个比

11、较全面的分析，而且根据现有的条件（工厂有的注射机的型号，加工条件等）确定一个模具设计的最佳方案。在保证塑件精度的前提下，考虑到现有的加工条件，应比较经济实用的来选择模具分型面，确定浇注系统的设计以及是否采用侧抽芯机构，采用什么样的侧抽芯机构最合理等，从而设计出注塑模具来。另外，注塑模具的设计应尽量采用标准件，这样不仅使零件设计和制造规范化，而且减少很多工作量，节约大量成本。1.2 塑料的分类一、塑料按合成树脂的分子结构及其特性分为热塑性塑料和热固性塑料。 热塑性塑料 热塑性塑料的合成树脂都是线形或带有支链型结构的聚合物，其特点是受到热变软或熔化成为可流动的稳定粘稠液，在此状态下具有可塑性，可塑

12、制成一定形状的塑件；冷却后保持既得的形状；再加热可以变软并可变成另一形状。在该过程中一般只有物理变化，其变化过程是可逆的。如聚苯乙烯（PS）、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS）、聚氯乙烯（PVC）。 热固性塑料 热固性塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物，加热之初的分子呈线性结构，加热时，温度达到一定程度后，分子称网状结构，树脂变成不溶不熔的体型结构，使形状固定下来不再变化。再加热，也不变软，不在有可塑性，变化过程有物理变化，也有化学变化，因此其变化是不可逆的。 二、按制造方法分 合成树脂的制造方法主要是根据两种反应：聚合反应和缩聚反应。 聚合反应是将单分子体化合成高分子化合物的反应，

13、缩聚反应是将相同的低分子单体化合成高分子聚合物的反应。 三、按用途分类可以分为通用塑料、工程塑料、以及特殊用途的塑料。通用塑料是指用途最广泛、产量最大、价格最低廉的塑料。如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）。工程塑料指可以做工程材料的塑料，主要有：聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等1。1.3 塑料模具的发展趋势 一、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 二、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟

14、的共性技术，近年来模具CAD/CAM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，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 三、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量， 并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。 制订热流道元器件的国

15、家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。 目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制， 而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 四、开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 五、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国

16、模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 六、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 七、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提2。2 注塑模侧分型机构分析 当塑料有侧壁孔、凹槽、凸台结构时，采用侧抽芯机构。此产品由于带有凹槽，故采用侧

17、抽芯机构。侧分型机构可分为三类：一、手动侧分型与抽芯机构操作麻烦、工人劳动强度大、生产效率低，但模具结构简单、制造成本低，常用于产品试制、小批量生产或无法采用其他侧分型机构的场合。二、液压或气动侧分型与抽芯机构用于抽拔力较大，侧拔距离较长的场合，例如大型管状塑件生产，抽拔动作比较平稳，但液压或气动装置成本较高。三、机动侧分型与抽芯机构利用注塑机开模力作动力，通过有关传动零件施力于侧向成型零件，将模具侧向分型，合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型无需手工操作、生产效率高。根据传动零件的不同，又可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块等许多不同类型机构1。2.1 斜导柱侧分型

18、机构 图2.1顶出式斜导柱抽芯，锥套锁紧机构 1定模板 2斜导柱 3滑块 4动模定板 5型芯 6锥杆斜导柱侧抽芯机构主要由侧型芯、滑块、斜导柱、楔紧块和定位装置等零件组成。顶出时，推杆6推动动模套版4，同时斜导柱2拔动滑块3完成抽芯并将制品从型芯5上脱出。定模板1带有锥形套对滑块锁紧，适用于具有较大胀型力的场合。斜导柱侧分型机构是利用斜导柱等零件把开模传递给侧向成型块使之产生侧向运动完成分型动作。这类侧向分型机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是注塑模常用的分型机构但它的抽拔力和抽拔距离受到模具结构的限制，一般使用于抽拔力不大及抽拔距离小于6080mm的场合。2.2 弯销侧分型机

19、构 弯销侧分型机构的工作原理和斜导柱侧分型机构相似，所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱，因此，弯销侧分型机构衽离不开滑块得道滑、注射时侧型芯得锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大要素。图2.2所示是弯销侧分型机构的典型结构。 图2.2 弯销抽芯 1弯销2滑块3型芯开模空行程间隙后，弯销3拨动滑块4完成抽芯，锁紧块2对滑块锁紧，挡板1对滑块限位。通常，弯销及其导滑孔的制造困难一些，但弯销侧抽芯也有斜导柱不及的优点：一、强度高，可采用较大的倾斜角。弯销一般采用矩形截面，抗弯截面系数比斜导柱大，因此抗弯强度较高，可以采用较大的倾斜角，所以在开模距相同的条件下，使用弯销可比斜导柱获得较大的抽

20、拔距。利用弯销的高抗弯强度，在注射熔料对侧型芯总压力不大时，可在弯销前端设置一个支承块，对侧型芯滑块起到锁紧作用，而简化模具结构；但在熔料对侧型芯总压力较大时，仍应考虑设置楔紧块，以锁紧弯销或直接锁紧滑块。二、可以延时分型。由于塑件的特殊或模具结构的需要，弯销还可以延时侧抽芯。三、弯销抽芯机构与滑块只有平面的接触，所以其当量摩擦因素较小，减少了摩擦时的侧抽阻力，使其自锁的危险性下降。四、在相同的设计空间的情况下，弯销的抗弯截面模量大于斜导柱，即它可以承受较大的弯曲力，这样在一定的抽拔力的情况下，可选用较小的弯销。五，在抽拔力需要很大而滑块狭窄，斜导柱无法安装时，采用弯销较好。2.3 液压侧抽芯

21、机构 图2.3 液压抽芯机构 1液压缸 2支架 3滑块 4拉杆 5动模板 液压缸1，通过支架2固定于动模板5，液压缸1的话赛杆通过拉杆4于滑块3的T型槽直接连接。滑块3在动模板5的槽中滑动，并通过液压缸1中活塞的往复运动，实现抽芯及复位。此种结构结构紧凑。适用于大型模具，特别是抽芯距很大的长塑料管状制品的抽芯中均得到应用。2.4 斜导槽侧向分型与抽芯机构 图2.4 滚轮式滑板抽芯机构 1锁紧块 2滑块 3滑板 4滚轮 滚轮4套在穿过滑块2的轴上，开模过程中，滚轮4沿滑板3的斜槽运动，与此同时，滑块2做侧向移动完成抽芯。闭模状态时，锁紧块1对滑块进行缩进。特点：模具结构紧凑，抽芯稳定可靠，选取大

22、抽拔角度，能满足较长的抽拔距离，滚动轴承与滑板导滑槽相配，摩擦阻力小8。3 工艺分析及工艺方案的确定3.1 工艺分析 塑料的材料选用PVC 一、基本特征：PVC是世界上产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，使聚氯乙烯呈现不同的物理性能和力学性能在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，就可制成多种硬质、软质和透明塑件。纯聚氯乙烯的密度为g/cm2.00g/cm。硬聚氯乙烯不含或含少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独做结构材料。软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，他的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加，但脆性、硬度、抗拉强度降低。聚氯乙烯有

23、较好的电器绝缘性能，可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好。但聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体，使聚氯乙烯变色。其应用温度范围较窄，一般在之间。二、主要用途：由于聚氯乙烯的化学性能稳定，所以可用于防腐管道、管件、输油管、离心泵、鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛用于化学工业上制作各种贮槽的衬里、建筑物的瓦楞板、门窗结构、墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中，用于制造插座、插头、开关、电缆。在日常生活中，用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。三、成形特点：聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢。所以必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留

24、时间；不能用用一般的注射成型机成型聚氯乙烯，因为聚氯乙烯的耐热性和导热性不好，用一般的注射机需将料筒内的物料温度加热到166193，会引起分解。应采取带预塑化装置的螺杆式注射机；模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置10。从零件图上分析，在一个长为30mm,宽为60mm，高为60mm的长方体中间有一个长为30mm，宽为40mm，高为40mm的台阶孔，然后留壁厚2mm。该塑件有凹槽，因此模具设计必须设置侧向分型抽芯机构。该零件属于简单复杂程度。该零件所有尺寸精度均为IT14级，对塑件尺寸精度要求不高，对应的相关零件的尺寸可以保证。从塑件的壁厚上来看，该塑件的所有壁厚均匀，均为2mm

25、，有利于塑件成型。 由实际用途可知，对该塑件的表面没有什么要求，故比较容易实现。综合以上分析，注射时在工艺参数控制好的情况下，零件的成型要求就可以得到保证。该塑件要求大批量生产3.2 注塑工艺设计 （1）注塑温度： 机筒温度，由于PVC材料左右开始软化，呈熔融态，以上分解，所以选之间。 喷嘴温度， 模具温度，油温，液压系统压力油温度，在注塑工艺上起着重要影响，油温升高，粘度变小，增加了油的泄漏量，控制在以下为宜。（2）注塑压力： 塑化压力（背压），一般情况下不宜超过2MPa 注塑压力式中：液压缸油压 液压缸内径 柱塞或螺杆直径PVC熔体粘度高，选取 保压压力选取 合模力 式中： 工艺合模力 P

26、模腔平均压力（MPa） A制品投影面积（cm）4 选择注射机4.1 塑件工艺参数计算 塑件的质量为=28.09g又因为（通过Pro/E计算得出）所以4.2 型腔数目的确定 模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状（有无侧抽芯）、制品精度、批量以及经济效益来确定。型腔数量主要依据一下因素进行确定：1、制品重量与注射剂的注射量；2、制品的投影面积与注射机的锁模力；3、制品外形尺寸与注射机安装模具的有效面积（或注射机拉杆内间距）；4、制品精度；5、制品颜色；6、制品有无侧抽芯及其处理方法；7、制品的生产批量（月批量或年批量）；8、经济效益（每一模的生产值）2。综合以上所有因素，确定型腔数

27、量为一模两腔。4.3 注塑机的选择塑料注射机(全称塑料注射成型机）发展很快,种类日益增多，分类的方法也不一样。 按注射容量的大小，可分为小型注射机、中型注射机和大型注射机。 按机型外表特征，可分为卧式注射机、立式注射机、角式注射机和多模式（即转盘式）注射机。 按塑化方式和注射方式，可分为柱塞式注射机、螺杆式注射机和螺杆预塑柱塞式注射机。 按用途，可分为多用途注射机和专门用途注射机。专门用途注射机又分为热固型、排气式、发泡、多色、转盘式和玻璃纤维增强塑料注射机。 按螺杆形式分类，可分为单螺杆预塑化式注射机、螺杆复合式注射机、斜角螺杆式注射机、平角螺杆式注射机、直角螺杆式注射机、连续式注射机、三阶

28、螺杆式注射机与多级柱塞式注射机等1。 （1）首先考虑理论注塑量 理论注塑量是指注塑机在对空注射的条件下，注塑螺杆(或柱塞)做一次最大注射行程时，注塑装置所能达到的最大注塑量。理论注塑量一般有两个表示方法：一种规定以注塑PVC的最大克数位标准，称为理论注塑质量。另一种规定以注塑塑料的最大容积（）为标准，称之为理论注塑容量。 （2）考虑实际注塑量 根据实际情况，注塑机的实际注塑量位理论注塑量的80%左右，即 式中： 理论注塑质量 理论注塑容量 实际注塑质量 实际注塑容量 注塑系数，一般去0.8在注塑生产中，注塑机在每一个成型周期内向模内注入熔融塑料的容积或质量称为塑件的注塑量，塑件的注塑量必须小于

29、或等于注塑机的实际注塑量。当时机注塑量以实际注塑容量V1为标准时，有式中： 注塑密度为时塑料的实际注塑质量，； 在塑化温度和压力下熔融塑料密度，； ； 注塑塑料在常温下的密度 ； 塑化温度下和压力塑料密度变化的校正系数；对结晶型塑料，对于非结晶型塑料； 当实际注塑量以注塑质量表示时，有=（）式中： PVC在常温下的密度（约为） 所以，塑件注塑量M应满足表达式 式中：型腔个数 每个塑件质量 浇注系统及飞边质量根据塑件制品的体积和质量，查塑料模具设计使用手册，确定注射机型号SZ-100/60,注塑机参数如表4.1：螺杆直径 最大理论注射量 注射压力 锁模力 开模行程 最小模具厚度 最大模具厚度 喷

30、嘴孔径 喷嘴圆弧直径SR 拉杆空间距离 表 4.1 注塑机参数5 模具设计有关计算根据塑件图可知，线圈骨架的外形尺寸无精度要求，只是塑件本身达到IT8级的精度要求，它属于一般的精度要求。故主要计算出相对于固定型心和滑块组合而成的型腔尺寸，其余型心与型腔尺寸则直接按产品尺寸。5.1 成形零件工作尺寸的计算 （1）型心的径向尺寸计算按平均收缩率计算型心的径向尺寸经查注塑模具设计，PVC的平均收缩率一般为0.4%根据精度等级IT8查得塑料注射模具设计中“塑件公差数值表”，其径向基本尺寸为40mm，那么它的浮动尺寸为根据公式=(+) =() =40.83（2）型心高度计算，同样按收缩率计算这时规定之间

31、孔深的名义尺寸，偏差为正偏差，型心高度的名义尺寸为最大尺寸，偏差为负偏差，而其基本尺寸为30mm，浮动尺寸为同上可得到型心高度名义尺寸为：=（） =(%) = （1）型腔内形尺寸 （） =（%） =但是要考虑到一点那就是该设计的一大优点，为了便于工人的制模，把型腔先做成一个整体，然后用先切割机床再分开，这样可以节约材料。因此在型腔一方将会加上一个放电间隙值和钼丝直径值。（设放电间隙值为0.02mm，钼丝直径为0.18mm）所以型腔内形尺寸为=mm（2）型腔深度尺寸=（） =（%） =5.2 成型腔壁厚的计算 成型腔应具有足够的壁厚以承受塑料熔体的高压，如壁厚不够可表现为刚度不足，即产生过大的弹

32、性变形值；也可表现为强度不够，即型腔发生塑隆变形甚至破裂。模具的型腔在注射时，当型腔全部充满时，内压力达到极限值，然后随着塑料的冷却和浇口的封闭，压力逐渐减小，在开模时接近常压。型腔壁厚计算以最大压力为准。理论分析和实践证明，对于大尺寸的型腔，刚度不足是主要原因，应按刚度来计算；而小尺寸的型腔在发生弹性变形前，其内应力就超过了许用应力，因此按强度来计算。而此次设计的塑件尺寸不是很大，因此，我们就按强度来计算型腔壁厚。模具结构中，都采用的是整体式且是矩形型腔，它要按强度来计算侧壁的厚度比较复杂。则根据经验公式：式中： 矩形型腔侧壁长边长度，（）。所以侧壁厚度6 模具结构的设计6.1 型腔的排列

33、型腔数量确定之后，便进行型腔的排列，亦即型腔位置的布置。为配合模具设计尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯（滑块）机构的设计、镶件及型芯的设计以及热交换系统的设计，进行仔细调整以后，最后确定型腔排列方式为左右对称排列。如图6.1所示： 图6.1 型腔布置图6.2 浇注系统的设计流道系统包括主流道、分流道和冷料穴及其结构设计。 主流道是浇注系统中从注塑机喷嘴与模具相接触的部位开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道。它一般位于模具中心线上，与注塑机喷嘴轴线重合，是塑料熔体最先在较冷的模具中流动的一段。主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道和型腔，其形状为圆

34、锥形，其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料的内在质量。主流呈圆锥形，便于充模时既能顺利通过又能在脱模时拔出，锥角，表面粗糙度；喷嘴窝球面半径；流道小端直径；计算得到 ；流道长度由定模座板厚度确定，通常。主流道衬套的结构形式如图6.2所示，定位圈外径按注塑机的定位孔直径确定，由的螺钉固定在定模座板上。因为主流道部分零件在工作过程中，与注塑机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体冷热交替地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常单独设计成可拆卸更换的主流道衬套，选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如，淬火热处理硬度为。图 6.2 主流道衬套 由于本设计采

35、用侧交口，分流道直接浇注塑件，分流道截面采用梯形，通过查塑料模具设计原则、要点及实例解析，得经验公式: 式中：D分流道直径，(mm)； M制品质量，(g)； L分流道长度，(mm)。可以估算分流道直径 图 6.3 分流道截面 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是冷料、拉料和顶料。冷料穴直径应大于主流道大端直径主要有以下几类：（1）底部带有推杆的冷料穴 这类冷料穴的地步由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上。因此它常与推杆或推杆脱模机构连用但仅适用于韧性塑料。（2）底部带有拉料杆的冷料穴 这类冷料穴的底部有一根拉料杆组成，装于型芯固定板上，常见结构有球头型，菌头型，倒锥头型，圆锥头型。（3）

36、底部无杆的冷料穴 对具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料一起去处，冷料穴底部不用设置杆件。本设计采用带球形头底部无杆的冷料穴，起到拉料作用 ，一般情况下，主流道冷料穴圆柱体的直径为，其深度为，本设计6。 图 6.4 冷料穴 浇口是连接流道与型腔之问的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的设计或选择恰当与否，直接关系到制品能否被完好的注射成型，浇口的种类包括有直浇口、侧浇口、扇形浇口，环形浇口以及点浇口。 （1）浇口形式的确定 直接浇口 直接浇口又称主流道型浇口，塑料熔体直接从主流道进入型腔，因而具有流动阻力小、料流速度快及补缩时

37、间长的特点，但注射压力直接作用在塑件晌，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，塑件痕迹也较明显。这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁，长流程，深型腔的塑件。 侧浇口 侧浇口又称边缘浇口，浇口一般开设在分型面上，塑料熔体与型腔的侧面充模，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。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选取进料位置，因此它使被广泛使用的一种浇口形式，普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，单深型腔塑件排气不

38、便。 点浇口 点浇口又称菱形浇口，其尺寸很小，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的粘度下降，流动性增加，利于填充。有利于成型薄壁塑件，但不利于成型平薄及形状复杂的塑件。采用点浇口的模具，以取得浇注系统的平衡，有利于自动化的操作，但压力损失大，浇口凝料脱模需要在定模部分另加一个分型面；塑件浇口残留痕迹小，但收缩率达易变形。 环形浇口 环形浇口用来成型圆筒形塑件，它开设在塑件的外侧，采用这类浇口，塑料熔体在充模仕进料均匀，各处料流速度大致相同，模腔内气体易排出，避免了侧浇口容易在塑件上产生的熔接痕，但浇口去除较难，浇口痕迹明显。 盘形浇口 盘形浇口类似于环形浇口，它与环

39、形浇口的区别在于开设在塑件的内侧，其特点与环形浇口基本相同。根据制品的要求，采用侧交口。（2） 浇口位置的选择浇口位置与数目对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最后处； 有利于塑料熔体流动；有利于型腔排气；考虑塑件受力状况；增加熔接痕牢度1。 在浇口位置的选择方面，本设计有两个方案：一、浇口设置在主流道衬套内结构；二、浇口设置在成型凹模内。综合考虑，由于第一种方案脱模凝料去除后，有可能在端面留下痕迹影响塑件质量。而第二种方案在模去除凝料后，由于痕迹留在了内壁，不会影响使用。这里采用第二种方案。6.3 分型面和排气槽的设计 在注塑模中，

40、用于去除塑件祸浇注系统凝料的面，通称分型面。常见的取出塑件的主分型面，与开模方向垂直。分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构和成本，在选择分型面时应遵循以下原则：（1）分型面应选在塑件得最大截面处；（2）尽量将塑件留在动模一侧；（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；（5）考虑满足塑件的使用要求（6）尽量减少塑件在合模平面上的投影面积；（7）长型芯应置于开模方向；（8）有利于排气；（9）有利于简化模具结构1。 综上所述，确定分型面如图6.5所示： 图 6.5 分型面 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空

41、气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统的设计相当重要。 （1）排气不良的危害 增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满； 在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低； 滞留气体时塑件产生质量缺陷； 型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解； 由于排气不良，降低了充模速度。（2）排气系统的设计方法 利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关； 对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气； 利用顶杆与孔的配合间隙排气； 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气； 在熔合缝位置开设冷料穴2。本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型

42、芯端部与模板的配合间隙进行排气，这里不再单独设计排气槽。6.4 加热与冷却系统的设计 为防止塑件出模后发生翘曲、变形，就要使模具保持塑料冷却固化所需的最佳温度。这时必须对高温塑料带入模具的温度进行有效的调节和控制，常用且又简便的方法，就是利用冷却介质水对模具进行循环冷却，将模具中多余的热量，带出模外，以保持制品冷却所需的最佳模温。冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算。计算时忽略模具因空气对流，辐射以及与注射机所散发的热量，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。 PVC属于流动性差的材料，其成型温度及模具温度分别为和，热变形温度为。所以模具温度初步选择为，用常温

43、水对模具进行冷却。 （1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 塑料制品的体积 塑料制品的质量 塑件壁厚为和，查塑料成型工艺与模具设计得。注射时间，脱模时间，则注射周期：。由此可得每小时注射次数N=240次。 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量： （2）确定单位质量的塑料在凝固时所放出的热量 查塑料成型工艺与模具设计直接可知PVC的单位热流量的值的范围在（）之间，故可取=315。 （3）计算冷却水的体积流量 设冷却水道进水口的水温为，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 当时，查塑料成型工艺与模具设计可知，为了使冷却水处于湍流状态，可知所需的

44、冷却水管直径非常小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。因为塑件的尺寸不大，模具的外形尺寸也不大，所以可不设置加热系统，刚开始可有熔融的流体对模具进行加热。6.5 侧向分型与抽芯机构的确定 斜导柱侧向分析与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是注射模具最常用的抽芯机构，但它的抽拔力和抽拔距离受到模具结构的限制，一般使用与抽拔力不大及抽拔距离小于的场合。 由图看出，斜导柱侧向分型与抽芯机构主要由斜导柱、楔紧块、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、侧型芯以及定距限位装置等组

45、成。与模具开合方向成一定角度的斜导柱固定在定模座板上，滑块可以在动模板上的导滑槽内滑动。开模时，开模力通过斜导柱作用于滑块上，迫使滑块在动模座导滑槽内滑动，直至斜导柱全部脱离滑块，即完成抽芯动作，塑件有推出机构推出型芯。在注射成型时，滑块受到型腔熔体压力的作用，有产生位移的可能，因此用楔紧块来保证滑块在成型时的位置。定距限位装置，使滑块保持抽芯后的最终位置，以确保再次合模时，斜导柱能顺利地插入滑块的斜导柱孔内，使滑块回到成型时的位置1。 侧向成型零件从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离称为抽拔距离，用表示。抽拔距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大，即：即 对于侧型芯的

46、抽拔力，计算公式可采用脱模力的计算方式进行估算，即： 式中： 塑料对钢的摩擦系数，约为； 塑件包容型芯的表面积 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下，模外 冷却的塑件：；模内冷却的塑件。即 斜导柱斜角是斜导柱抽芯机构的一个主要参数，它的大小涉及到开模力、斜导柱所受的弯曲力、滑块抽拔力以及开模行程的大小。斜导柱的工作长度、抽拔距、完成抽拔距所需的开模行程与斜导柱的倾斜角有以下关系：由此可知，在抽拔距离一定的情况下，值小，则斜导柱的工作长度和开模行程均需增加。但值过大会使斜导柱的刚性下降，值增大也受到注塑机行程的限制。如不考虑斜导柱与滑块间的摩擦力，抽芯时滑块的受力关系如下所示： 式中：侧抽

47、芯时滑块受到斜导柱的作用力，；与斜导柱所受的弯曲力是一对作用力与反作用力。 滑块抽拔力，； 侧抽芯时模具的开模力，。 由上式可知，当值增大时，要获得相同的抽拔力，则斜导柱所受的弯曲力要增大，同时所受的开模力也增大。因此，从希望斜导柱受力较小的角度来考虑，值越小越好。但是当抽拔距一定时，值的减小必然导致斜导柱工作部分长度及开模形成的增大。因开模行程受到注射机开模行程的限制，而且斜导柱工作长度的加长，会降低斜导柱的刚度，所以斜导柱斜角应综合考虑斜导柱的强度、刚度和注射机的开模行程，取为宜，在生产中斜角一般，最大不超过。综合考虑，选取为。 查塑料成型工艺与模具设计得斜导柱的直径计算公式为： 式中：斜

48、导柱承受的最大弯曲力，。 弯曲力作用点距斜导柱伸出部分根部的距离，。 滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板 的距离，。 斜导柱所用材料的许用弯曲应力，；对硬度在的钢，；对硬度在的钢，。所以斜导柱的直径为。 斜导柱长度根据抽拔距离、固定端模板厚度、斜导柱直径以及斜角大小确定，如图6.5所示：式中：斜导柱总长，； 斜导柱固定部分台肩直径，； 抽拔距离，； 斜导柱斜角，（）。 图 6.6 斜导柱即 （1）侧型芯与滑块的连接形式 为了便于加工和修配以及节省优质钢材，在生产中广泛应用组合式滑块，即将型芯、滑块分别制造，然后安装在一起。侧型芯与滑块的连接方式如图6.7所示: 图 6.7

49、滑块 （2）滑块的导滑形式 为了保证滑块在移动过程中的平稳，确保侧型芯可靠地抽出和复位，滑块与导滑槽必须很好地配合和导滑，配合一般采用。滑块与导滑槽的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，滑块完成抽拔动作后，保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的。结构方式如图6.8所示。 图 6.8 滑块的导滑形式 （3）滑块的定位装置合模时为了保证斜导柱伸出端准确可靠地进入滑块斜孔，侧滑块在完成抽芯动作后，必须停留在终止的位置上。为此，滑块需要灵活、可靠、安全的定位装置。装置结构如图6.9所示： 图 6.9 定位装置 （4）楔紧块的设计注射成型过程中，侧型芯在抽芯方向受到熔体较大的推力作用，这个力通

50、过滑块传递给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆，受力后容易变形，导致滑块后移。因此必须设置楔紧块，以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力，保护斜导柱和保证滑块在成型时位置精度。楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角，这样当模具一开模，楔紧块就让开，否则斜导柱将无法带动滑块作抽芯动作。设计楔紧块形式如图6.10所示： 图 6.10 楔紧块6.6 模具结构尺寸的设计 由型腔壁厚经验公式得：模板设计与结构尺寸如图6.11所示： 图 6.11 模板本模具采用直浇口A型标准模架，模板的长度、宽度选择最少应该保证型腔壁厚S。同时配合导柱、螺钉、限位钉等的安装。在满足注塑机拉杆内间距的范围内，尽量使模具的布排紧凑合理。所选各模板的尺寸如表6.1所示：表6.1 模板尺寸模板宽度长度高度材料定模座板40040030 S50C动模座板40040030 S50C定模扳35035080 S50C动模板35035075 S50C支撑板3503504