毕业设计（论文）电子时钟面板塑件注塑模具设计

1、南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书(论文) 作 者： 学 号： 学院（系、部）： 专 业： 题 目： 指导者： 评阅者： 2011 年 6 月 南 京 第 i 页 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要 摘要摘要 本文分析了电子时钟面板塑件的成型特点，对模具结构各工艺参数，包括 锁模力、流道截面尺寸等模具参数的进行了计算校核，设计了一副一模两腔、 单分型面的，带有侧向分型与抽芯机构并且有很多小型芯所组成的侧浇口注射模 具。该模具的关键是解决分型面的选择、侧型芯的结构、侧浇口位置确定、冷却 系统的布局、塑件浇注系统布局等问题，以及在实现这个功能的情况下，如何使 模具有效而可

2、靠的运动。同时，并通过 moldflow 模拟分析软件对变形、填充、 浇口、排气、冷却、压力和注射成型时间等参数进行分析和优化，预测产品在成 型过程中可能出现的问题。 关键词 电子时钟面板 注射模具 一模两腔 单分型面 moldflow 第 ii 页 毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）外外文文摘摘要要 titletitle electronic clock panel molding process and mold design. abstractabstract this paper analyzes the electronic clock panel molding of pla

3、stic parts characteristics, process parameters on the mold structure, including the clamping force, such as mold flow section size parameters were calculated check, designed a one-mode two-cavity, single-classification surface, with lateral type pulling mechanism, and there are many small core forme

4、d by the side gate injection mold. the key is to solve the mold parting surface of choice, side core of the structure, the side gate location determine the layout of the cooling system, plastic casting system layout and other issues, as well as in the realization of this function, how to mold an eff

5、ective and reliable movement. at the same time, and through moldflow simulation software on the deformation, filling, gate, exhaust, cooling, pressure and time parameters of injection molding analysis and optimization, forecast products in the molding process problems that may arise. keykey wordswor

6、ds electronic clock panel injection mold a two-cavity mold single sub-surface moldflow 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 iii 页 目目 录录 前前 言言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1 第第一一章章 塑塑料料模模具具的的现现状状及及展展望望. . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2 1.1 模具工业在国民生产中的作用.2 1.2 塑料模具工业的现状 .2 1.3 塑料模具工业的发展趋势 .3 第第二二章章 塑塑件件产产品品的的分分析析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 5 2.1 产品材料的选用 .5 2.2 电子时钟面板塑件产品的测绘.6 2.3 电子时钟面板塑件三维造型.7 第第三三章章 成成型型设

8、设备备的的选选用用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 8 3.1 注塑机的选择 .8 3.2 模架的选择 .9 3.3 模具参数的校核 .10 第第四四章章 模模具具结结构构形形式式的的拟拟订订 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 12 2 4.1 确定型腔数量及排列方式.12 4.2 注射模分型面的选择 .12 4.3 模具

9、侧向分型与抽芯机构的分析与确定.13 4.3.1 侧向抽芯机构的分类与组成.13 4.3.2 抽芯力与抽芯距的确定.15 4.3.3 斜导柱的设计. 15 4.3.4 侧滑块的设计 .16 4.3.5 侧型芯的设计.17 第第五五章章 浇浇注注系系统统形形式式和和浇浇口口的的设设计计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 18 8 5.1 主流道设计 .18 5.2 分流道设计 .19 5.3 浇口设计 .21 第第六六章章 成成型型零零部部件件设设计计 . . . . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 23 3 6.1 成型零部件的结构设计 .23 6.2 成型零部件尺寸的计算 .24 第第七七章章 导导向向机机构构设设计计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 30 0 第第八八章章 推推出出机机构构和和复复位位机机构构的的设设计计 . . . . . . . . . . . . . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 31 1 8.1 推出机构的设计.31 8.2 推杆设计 .32 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 iv 页 第第九九章章 模模具具冷冷却却系系统统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 34 4 9.1 冷却水管管道的设置 .34 第第十十章章 支支承承与与连连接接零零件件的的设设计计与与选选择择 . . . . . . . . . . . . . . . .

12、 . . . . . . . . . . . . . . . . .3 36 6 10.1 固定板 .36 10.2 支承板和垫块 .36 10.3 模座 .36 第第十十一一章章 应应用用 m mo ol ld df fl lo ow w 进进行行注注射射阶阶段段流流动动分分析析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 37 7 11.1 最佳浇口位置及数量的确定 .37 11.2 模拟结果分析 .37 第第十十二二章章 结结论论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 40 0 致致 谢谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 43 3 参参考考文文献献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、 . . . . . .4 44 4 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 1 页 前 言 随着我国科技文化技术以及国民经济的迅速发展，模具行业的地位越来随着 我国科技文化技术以及国民经济的迅速发展，模具行业的地位越来越重要，模 具技术的发展也越来越先进。 模具行业是一个对工作和实践经验要求非常强的专业，它要求我们在学校要 掌握扎实的理论知识，并要求我们有充分的实践环境。大学四年的本科学习即 将结束，在这大学四年里我完成了规定的课程，并取得了不错的成绩，熟练地 掌握了机械制图、机械设计、互换性与技术测量基础、材料科学基础、模具制 造工艺、塑料成型工艺与模具设计、塑性成型工艺与模具设计等相关的

15、基础课、 专业基础课和专业课方面的知识，对模具行业的发展、模具技术的应用、模具 结构的设计、模具材料的选用、公差配合的选用有了一个比较系统和比较全面 的理解，基本上达到了学习的目的。 毕业设计时大学学习过程中 的最后一个环节，也是最重要的一个环节，是 对以前所学的基础理论知识及所掌握的技能的综合运用和检验， 本论文以电子时钟面板注塑成型工艺分析及模具设计为主线，依据模具的基 本组成部分，基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，对电子时钟面板模 具结构设计中的关键之处以及可能出现的问题和处理方式进行详细地剖析。同 时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使 模具设计和加

16、工更加紧密的结合在一起。在技术上，使用了计算机辅助设计来 绘图三维与二维相结合达到优化设计的目的。 在毕业设计的过程中，肯定会遇到很多困难和许多疑惑，但是在指导教师李 老师的悉心指导和自己的努力下，克服了所有的困难，完满的完成本次毕业设 计，给大学生活画上一个圆满的句号。由于我的水平有限，缺乏实际的模具设 计经验，设计中肯定会存在错误和不妥之处，敬请各位老师批评指正。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 2 页 第一章塑料模具的现状及展望 1 1. .1 1 模模具具工工业业在在国国民民生生产产中中的的作作用用 模具技术是衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产 产品的发展

17、和质量的提高，并获得极大的经济效益。模具是效益的放大器，用 模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为 点铁成金的磁力工业，德国则认为其是所有工业中的关键工业，日本则认为模 具工业是促进社会繁荣富裕的动力。 模具工业在我国几经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国名经济的 五大支柱产业 机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的发展 相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电动机、电器、家电和通信等类产品 中 60%-80%的零部件都依靠模具成型。 1 1. .2 2塑塑料料模模具具工工业业的的现现状状 塑料模具技术是一门涉及面广、技术综合性强的精密基础工艺装备技术

18、，包括： 各类模具设计、制造、保管、修理、调试、标准化、专业化生产、 “四新”即：新 技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用等方方面面，涉及到冶金、 材料、理化、计量、摩擦与润滑、机械、电子、机电一体化、计算机等多门学科以 及铸、锻、热处理、有削及无削加工、检测等有关工种，是一个要由上述众多学科 和工种共同打造的庞大的系统工程。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有 了较大提高。在大型模具方面，已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模 具方面，已能生产照相机塑料件模具、

19、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工 艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创 新设计方面也取得较大进展，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道模具 开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数 单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先 进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外 的 5080%相比，差距较大。 在制造技术方面，cad/cam/cae 技术的应用水平上了 一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 cad/cam 系统。 南京

20、工程学院毕业设计说明书（论文） 第 3 页 这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 cad/cam 的集成，并能支持 cae 技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟， 取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 cad/cam 技术的发展。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如: p20、3cr2mo、pms、sm、sm等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影 响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到 应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程 度和商品化程度一般在 30%以下，

21、和国外先进工业国家已达到 70%-80%相比，仍有 很大差距。 1 1. .3 3塑塑料料模模具具工工业业的的发发展展趋趋势势 模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速 度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展， 对塑料模具提出越来越高的要求是正常的。 因此，塑料模的未来发展趋势主要为以下几个方面： （1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。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 多控所致。 （2）在塑料模设计制造中全面推广应用 cad/cam/cae 技术。cad/ca

22、m 技术已发展 成为一项比较成熟的共性技术，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了良好的条件;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。 （3）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

23、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 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 4 页 控制，而且其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 研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 （4）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。

24、以适应多品种、少批量的生产方 式。 （5）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。 （6）应用优质模具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。 （7）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。 （8）大力发展快速制造成形和快速制造模具技术。 （9）逐步推广高速铣削在模具

25、业务的应用。 （10）进一步研究开发模具的抛光技术和设备。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 5 页 第二章 塑件产品的分析 2 2. .1 1 产品材料的选用 本次设计中采用的材料是 abs,因为其具有很多良好的性能所以被人们广泛采 用，abs 材料的应用范围、注塑工艺条件及化学物理性质途简述如下： 典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等） ，电冰箱， 大强度工（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等） ，电话机壳体， 打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 干燥处理：abs 材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干

26、燥 条件为 8090下最少干燥 2 小时。材料温度应保证小于 0.1%。 熔化温度：210280；建议温度：245。 成型温度：200240。 模具温度：6080。 （模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁 度较低） 。 注射压力：100140mpa。 注射速度：中高速度。 化学和物理特性 : abs 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特 性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，abs 是非结晶性材料。三中 单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一

27、 个是聚丁二烯橡胶分散相。abs 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分 子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不 同品质的 abs 材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的 抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 6 页 abs 外观成粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。 它无毒、无味，易燃烧、无自熄性，密度为1.081.2g/cm3。abs 具有较高的 抗冲击强度，且在较低温度下也不迅速下降;具有良好的机械性能和一定的耐 磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。

28、abs 具有一定的硬度和尺寸 稳定性，易成型加工，且易着色。 abs 几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物 的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃 长期接触会软化膨胀。 abs 塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀，会 引起应力开裂。此外， abs 的热稳定性差，热变形温度为93，脆化温度为 - 27，使用温度范围为 -40100,而且 abs 的耐候性也差，紫外线作用下容 易氧化降解，从而会导致制件变硬变脆。 2 2. .2 2 电子时钟面板塑件产品的测绘 任何一个零件从传统意义上来说，它必须含有二维平面图纸，这样它的尺寸 就一目了然了。本次的电子时钟面板塑料

29、件经测绘后的平面图见图2.1： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 7 页 图2.1 电子时钟面板塑件二维产品 2 2. .3 3 电子时钟面板塑件 三维造型 电子时钟面板是工业上一种用的非常广泛的结构件。它可以满足两个或两个 以上零件的连接问题，它具有连接可靠、拆装方便等优点。 本次设计的产品为注塑机一次成型，外观主要有许许多多的孔和凸台组成。 采用一模两腔的侧浇口进料机构，采用斜导柱侧向分型与抽芯机构。精度采用 一般精度 3级，表面粗糙度为 0.8。产品三维效果图见图 2.2：m 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 8 页 图2.2 塑件三维效果图 第三章 成型设备的选用 3 3.

30、 .1 1 注塑机的选择 对于模具设计，必须首先选则合适的注塑机型号，以确定额定注射量、最大 注射压力、最大锁模力、模具的安装尺寸及开模行程等技术规范后，才能进行 下面真正的模具设计。 根据塑件的形状及尺寸，计算其在分型面上的投影面积和塑件以及浇注系统 的质量，计算所需锁模力、总注射物料量，然后才能初选设备。 由于制品的外观由许多孔和凸台组成，形状复杂，首先利用pro/e软件的 分析功能对制品的体积和在分型面上的投影面积进行计算与测量。在pro/e软 件里打开三维模型，利用其质量属性分析对表面积、体积、质量进行分析与计 算。根据软件计算得出结果如下： 塑件在分型面上的投影面积： 6308.43

31、mm2 塑件体积： v=9.232=18.46cm3 塑件密度： =1.2g/cm3 所以塑件的质量： m = 18.461.2=22.15g 根据产品的特点和设计要求，该塑件采用侧浇口形式，并且采用一模两腔的 形式，浇注系统及冷凝料材料体积约为 4.96cm3。总体积为 23.42cm3。 综上所述初选设备为 sz-125/630其主要技术规格见表 3.1。 表3.1 sz-125/630设备主要技术规格 额定注射量/cm3 140 最大开合模行程/mm 270 螺杆直径/mm 40 模具最大厚度/mm 300 注射压力/mpa 126 模具最小厚度/mm 150 注射行程/mm 270 动

32、、定模固定板最大尺寸/mm 330440 注射速度 g/s 110 锁模形式双曲肘 螺杆转数/(r/min) 14-200 喷嘴圆弧半径/mm 15 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 9 页 锁模力/kn 630 喷嘴孔直径/ 4 模具定位孔直径/mm 125 顶出形式两侧设有顶出，机械顶出，中心距为 230 mm 3 3. .2 2 模架的选择 通过塑件的分析，以及注塑机的技术规格要求，选用p2型模架，该模架 各模板以及相关尺寸见图 3.1、表3.2和表3.3。 图3.1 p2型模架示意图 表3.2 模架各板厚尺寸 上模座h1 模板a模板b支撑板h2垫板c下模座h3 254040406

33、325 表3.3模架孔位置尺寸 导柱 b导柱ld螺钉 lm螺钉 b1推杆 lt推杆 b2 200344384194360108 h1=25；a=40；b=40；h2=40；c=63；h3=25；所以模具的总厚 度为：25+40+40+40+63+25=233mm，在注塑机的装模行程之内。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 10 页 3 3. .3 3 模具参数的校核 （1）注射量的校核 要求注射量不超过注射机的最大注射量， 在注塑生产中，注塑机每一个成 型周期向模具腔内注入的塑料熔体体积或质量称为塑件的注射量，其中包括浇 注系统内所存留的塑料熔体体积，选择注塑机时，必须保证塑件的注射量小

34、于 注塑机的最大注射量的（ 8085）%，最小注射量不小于注塑机注射量的 20%，根据式 kmmaxm，m=mi+m n 式中 mmax-注塑机最大注射量 / cm3； mi-浇注系统凝料的质量或体积 / cm3； m-单个制件质量或体积 / cm3； n-型腔数目 /个； k-注射机最大注射量利用系数，一般取 0.8。 0.814018.46+4.9623.42 cm3。 故：注射机注射量满足要求。 （2）注射压力的校核 塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件形 状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。注射压力的校核是检验注射机的最 大注射压力能否满足制品的成型要求。

35、 所选的塑料原料为 abs，制件结构合理，流体流动性能好，其注射压力在 （100140）mpa之间，其值在所选的注射机成型范围之内，故能满足要求。 （3）锁模力的校核 注射时塑料熔体充满型腔的时候，存在较大的压力，它会使模具从分型面涨 开，该压力等于塑件和浇注系统在分型面上不重合的投影面积之和乘以型腔的 压力，它应小于注射机的最大锁模力，才能使注射时不发生溢料和涨模现象。 为了保证注射成型过程当中型腔能够可靠的锁闭，必须满足： （na1+aj）pfn 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 11 页 (2 6308.43+172.26) 100 80%=102.3kn630kn 故：注射机锁模

36、力满足要求。 （4）模具厚度校核 由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都有一定的调节量h，因此， 对安装使用的模具厚度有一定的限制，一般情况下，模具的实际厚度h必须在 注射机允许安装的最大模具厚度和最小模具厚度之间。 所选用的注射机的模具最大厚度 hmax为300mm，最小模具厚度 hmin为 150mm。所设计的模具总厚度 h为233mm，所以满足关系： hminhhmax。 因此，设计的模具厚度满足注射机对模具的合模要求。 （5） 模具的长度和宽度校核 本副模具采用压板紧固的方式，将模具的固定板安放在压板外侧附近就能够 固定，模具为 p2型模架，大小为 250400，满足要求，所设计的模

37、具在注射 机的装夹范围内。 （6）模具开模行程的校核 注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模行程必须大于脱 模距离，否则塑件无法从模具中取出。 sz-125/630型注射机的合模形式为液压 -机械式，其最大开模行程不受模具厚度的影响。对于具有侧向抽芯机构的注射 模具，校核公式为： sh1+h2+(510)mm 式中 s-注射机最大开模行程 /mm； h1-推出距离 （脱模距离） /mm； h2-包括浇注系统在内的塑件高度 /mm。 即，开模行程要求： s15.2+65+(510)mm=85.290.2mm 而注射机最大开合模行程为 270mm，所以模具所需要的开模距离与注射机 的

38、最大开合模行程相适应。 综上分析，本副模具与所选的注射机完全相互适应，模具的最大注射量、最 大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程都在所选的注射机技术规 格之内。 因此，所选的 sz-125/630型注射机完全能够符合本次模具设计要求。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 第四章 模具结构形式的拟订 4 4. .1 1 确定型腔数量及排列方式 为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件的精度，模 具设计时应合理的确定型腔数目。根据以上内容及塑件的结构分析将该模具设 计成一模两件成型，摆放位置如图 4.1所示。 图4.1 型腔布置 4 4. .2 2 注射模分

39、型面的选 择 该塑件是采用点浇口形式，考虑到浇注系统凝料的方便取出，本次模具设计 采用单分型面设计（即图 4.2中的a-a分型面）， 单分型面使结构变得更加简单， 分型更加简便和可靠，具体结构见图 4.2。 图4.2 分型面的位置分布 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 通过分析，确定的分型面如图 4.2所示，选在塑件最大轮廓处。且使塑件 留在动模一侧，便于推出机构推出。 4 4. .3 3 模具侧向分型与抽芯机构的分析与确定 4 4. .3 3. .1 1 侧侧向向抽抽芯芯机机构构的的分分类类与与组组成成 在零件的侧面与主分型面的的运动方向有干涉的时候，就要用到侧向分型与 抽芯

40、机构，该类机构有很多的组成种类，比如说采用机动的、液压的、手动的 等等。其中机动的用的比较广泛，主要特点是不需要设置专门的设备，是利用 模具本身分型时产生的力，成本低，生产效率高。而液压的需要设置专门的设 备，增加了成本，但因其动作可靠，调节灵活，故用的也比较广泛。而手动的 主要是增加了工人的劳动强度，且效率较低，但在某些特殊的场合还是用的比 较广泛的。 经过综合考虑，本次设计根据该塑件抽芯距较短、抽芯力小的特点所以采用 斜导柱滑块侧向分型与抽芯机构。利用斜导柱与侧滑块的运动来实现。其中需 要解决斜导柱的位置与侧滑块的安装问题。下面列举两种方案来讨论这个问题： 方案一：斜导柱机构和侧滑块安装在

41、动模。（见图4.3） 图4.3 斜导柱和侧滑块安装在动模 此种方案是将斜导柱机构和侧滑块安装在动模部分，但是存在一个问题，模 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 具合模时，必须首先保证各个推杆首先复位，否则将造成侧型芯复位时与推杆 干涉，然而由于模具中锲紧装置的作用，导致模具结构中的复位杆的不能起到 推杆首先复位的效果。此时的模具结构将无法正常工作，为了解决这一问题， 此时应在支撑板与推板之间的复位杆上加四根强力弹簧,以保证推杆首先复位。 图4.4所示结构就解决推杆先复位的问题。 图4.4 安装弹簧后的模具结构 方案二：斜导柱机构和侧滑块安装在定模。（图略） 此模具结构的工作原理

42、为开模时先抽芯在分模，合模时，先复位侧型芯然后 再合模，在此结构中复位杆能够起到很好的复位个推杆的作用，模具结构基本 能够工作。但是模具结构将出现另一个问题侧滑块的锲紧问题， 解决此 问题首先考虑在动模板上增加一块锲紧块，但是增加锲紧块后，导致开模时侧 滑块不能完成首先抽芯，所以时模具不能正常开模。解决此问题则需增加一个 锲紧装置但不能阻碍侧滑块的首先抽芯，改良后结构较为复杂。 综上以上两种方案分析，再结合本次设计的特点，综合考虑后，决定采用方 案一作为本次设计的主要侧抽芯方案。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 4 4. .3 3. .2 2 抽抽芯芯力力与与抽抽芯芯距距的的

43、确确定定 本次设计中出现侧抽芯的部分见图 4.5，其抽芯力计算公式如下： 图4.5 侧抽芯位置 其抽芯力计算公式如下： cossin 0.5 0.5 4 682 75 43.5 75 2 15 55120.2 cos0.5sin0.5 4631.7 t fap u n =（1.5x5x4）x 1200 x（0.2*0.999-0.009）=7.13kn 根据塑件的侧抽芯特点，确定本次设计的抽芯距为 s=5mm。 4 4. .3 3. .3 3 斜斜导导柱柱的的设设计计 斜导柱的基本形式和具体尺寸如图4.6所示。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 图 4.6 斜导柱 4 4. .

44、3 3. .4 4 侧侧滑滑块块的的设设计计 （1） 侧滑块的设计 本次设计的侧滑块的 t形槽设置在底部，见图 4.7。 图 4.7 侧滑块的基本形式 （2） 导滑槽的设计 本次设计的导滑槽见图 4.8。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 图4.8 导滑槽的结构形式 采用整体形式，采用 t 形铣刀在动模板上铣一个 t 形槽。 （3） 楔紧块的设计 见图 4.9 所示。 图 4.9 楔紧块的结构形式 4 4. .3 3. .5 5 侧侧型型芯芯的的设设计计 本次设计 侧型芯结构，如 图 4.10 所示。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 图4.10 侧抽芯的结构立

45、体图 第五章 浇注系统形式和浇口的设计 浇注系统的作用是，将来自注塑机喷嘴的熔融塑料输送到各型腔中。浇注系 统的形状和尺寸将对熔融塑料的充填产生很大的影响。浇注系统设计得好，熔 融塑料就能顺利地充满型腔；浇注系统设计不合理，则会出现型腔充填不满或 塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。 浇注系统一般都由四部分组成：主流道、 分流道、浇口、冷料穴。 5 5. .1 1 主流道设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为 止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流进模具的部分，它的形状与尺寸对塑 料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响。 为了方便损坏时更换和维修，主流道通常单独开设

46、在主流道衬套上，为了防 止熔体反压力对衬套的反作用力并使其退出，由于定位圈紧压于它，所以不会 退出，其结构如图 5.1 所示。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 19 页 图 5.1 浇口套 主流道垂直于分型面，通常设计于模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺 利的从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角26，为了让熔融的 塑料从喷嘴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， 小端直径比注射机喷嘴直径大0.51mm,小端的前面是球面，其深度为 35mm，注射机的球面在此与浇口套接触并且贴合，浇口套前端球面半径比喷 嘴球面半径大 12mm，为了减少料流转向过渡时的阻力，主流道

47、大端处采用 圆角过渡，其半径这里取 3mm，在保证制品成型的条件下，主流道的长度应尽 可能的短，以减少压力损失及费料，一般取小于或等于60mm。流道的表面粗 糙度 ra0.8um。 材料：碳素工具钢（如 t8a、t10a） ，热处理淬火硬度 5357hrc。 根据所选择的注塑机型号 sz-125/630 得出：注射机喷嘴圆弧半径 =15mm; 喷嘴孔直径 =4mm。 所以，主流道小端直径 d为5mm；深度取 3mm；锥角取 3；主流道前端球 面半径r为15.5mm。 配合形式：流口套与定模座板采用过渡配合h7/m6, 所以定模座板尺寸 为, 流口套的尺寸为，配合长度为 0.021 0 20.0

48、7()h 0.021 0.08 20.0 6()m 。20.00.01 5 5. .2 2 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，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 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 20 页 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。 （1） 分流道的截面形状及尺寸 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧,其截面尽量使其比表面积 (流道表面

49、积与其体积之比 )小，使温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具 之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。 分流道的形状尺寸主要取决于制品的大小，模具结构以及所加工塑料的种类。 一般来讲，随着制品尺寸及壁厚的增加，由于熔体在大截面流道内比在小流道 内流动时产生的阻力小，因此大截面流道更能促进模具的填充过程。若分流道 长，则流程长，塑件的粘度应更小一些。 常用的分流道截面形式有圆形、梯形、 u 形、半圆形及矩形等几种形式。 圆形截面，表面积 /体积比最小，冷却速度最低，热量及摩擦损失小；进料流道 中心冷凝慢，有利于保压；但要求同时在两半模上加工圆形凹槽，加工难度大， 费用高；抛物线截面与之相比，热

50、损失大，冷凝料多，由于截面近似于圆弧， 所以继承了圆形截面的大部分优点，且在单边加工时比较容易；梯形截面有时 可用来代替抛物线截面，但热损失和冷凝料更多；半圆形截面分流道需要用球 头铣刀加工，其比表面积比梯形、 u 形截面略大；矩形截面比表面积较大，且 流动阻力也大，在设计中一般不使用。综合考虑各种因素，确定本设计采用梯 形截面。 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，一般采用下面的经 验公式可确定其截面尺寸： 4 2654 . 0 lmb bh 3 2 式中 -梯形大底边的宽度 (mm)b -塑件的重量 (g)m -分流道的长度 (mm)l -梯形的高度 (mm)h 梯形的侧面斜

51、角 a 常取 515，在应用上式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。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 21 页 本次设计的电子时钟面板塑件的体积为 23.42mm3，质量大约 22.15g，分流 道的长度预计设计成 30mm，所以： （2）分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式两种，排布一般遵循以下两个原 则 ，一是排列尽量紧凑，缩小模板尺寸；二是尽量使流程短，对称布置，是胀 模力的中心与注塑机锁模力的中心相一致。 因此，根据塑件的结构分流道在分型面上的布置形式如图5.2

52、所示 图5.2 分流道在分型面上的布置形式 （3）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，只有内部塑料熔体的流动 状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度ra 不宜太小，以防将冷料带入型 腔，一般取 1.6m 左右即可，这样表面稍不光滑，可增大外层塑料熔体的流动 阻力，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，减小流速，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。 此外，为了有利于塑料的流动和填充，防止产生反压力，消耗动能，分流道与 浇口的连接处既在浇口进料口端倒圆过渡。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 22 页 5 5. .3

53、3 浇口设计 浇口是模具浇注流道的最后一部分，它一端与浇注流道中的其他流道相连 接，熔融材料就是从这端流入浇口的；它的另外一端直接与模具型腔相连接， 这一端非常重要，如果与模具的型腔接触面积过大，将直接导致生成的零件与 设计的零件条件不相符；但是如果与模具型腔接触太小，可能导致熔融材料无 法及时补充进入模具型腔，前面的已经冷却凝固，而后面的熔融材料还没有补 充进来，造成产品充填不足，导致零件产品出现缺陷。 （）浇口的位置 浇口的位置选择是非常重要的，最好能够保证材料能够同时均匀的填满整个 模具型腔，浇口与模具型腔的接触位置也需要注意，最好是平面接触。初步试 模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用

54、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 时浇口位置的不同还影响模具结构。根据塑件结构的特点，本次设计浇口的形 式采用侧浇口，见图 5.3。 图 5.3 侧浇口在塑件上位置的示意图 （2）浇口尺寸 一般情况下，浇口的开始尺寸做得小一点通过试模逐步修整到合适尺寸。根 据经验，侧浇口的主流道 a=2。3。 本次设计的 a取3，模具的浇口宽 b取 3mm;l通常在0.52mm之间，本次设计 l取1.5mm;分流道直径取 6mm。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 23 页 图5.4 本次设计浇口尺寸的示意图 第六章 成型零部件设计

55、6 6. .1 1 成型零部件的结构设计 成型零部件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要 包括凹模、凸模及镶件、成型杆和成型环等。由于塑料成型的特殊性，塑料成 型零件的设计冷冲模有所不同。 （1）型芯和型腔的结构设计。 由于模具属于中小型模具，所以采用组合式凹、凸模结构，组合式凹、凸模 结构是指由两个或两个以上的零件组合而成的凹模或凸模。因为凹模即型腔周 边形状比较复杂，为了便于加工，生产中常采用这种方式。其中型腔和定模板 之间采用 h7/m6 配合。凸模设计参照凹模设计方案，采用h7/m6 过渡配合压 入模板中。这种结构加工效率高、装拆方便，容易保证形状和尺寸精度。详细

56、见装配图纸。 （2）注射模强度要求 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 24 页 注射模在工作的时候要承受各种作用力，所以要求注射模各零件必须有足够 的强度和刚度，因此，设计时必须对注射模的主要零件以必要的强度和刚度计 算，并对其结构进行合理的设计。 注射模的型腔在成型压力作用下容易发生变形，其变形量必须在允许范围之 内，如果变形量过大，则将会导致型腔的扩大而易出毛边，并使塑件尺寸增大， 甚至造成型腔破裂，另外，当塑件成型后成型压力消失，型腔又会应弹性恢复 而收缩，若收缩量大于塑料的收缩率时，则又会使型腔紧紧包住塑件而造成开 模困难，或因此使塑件残留在定模上而使脱模困难，甚至损坏塑件或塑件

57、质量 下降。 注射模的强度要求，对于小型注射模可凭经验预估确定尺寸，大型注射模的 型腔等主要零件则应采取理论计算进行设计为宜。本设计采用为小型注塑模， 型腔采用组合式，侧壁厚度65，通过经验完全可以保证型腔的强度。 6 6. .2 2 成型零部件尺寸的计算 塑模型芯及型腔的成型尺寸是根据塑件形状及其尺寸来确定的。因此，塑模 型芯及型腔的成型尺寸主要与塑件形状、尺寸公差，塑料的收缩率及收缩误差、 塑模磨损量及模具制造公差等因素有关。 6.2 成成型型零零部部件件尺尺 1型型芯芯尺尺寸寸计计算算： (1) 定模小型芯尺寸的计算（见图6.1） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 25 页 图 6

58、.1 下型芯零件图 径向尺寸的计算： mmdsd zszm 0 033. 0 0 3/1 . 0 0 1 0 1 08. 2 1 . 075 . 0 2)0055. 01(75 . 0 )1 ()(1 -模具径向成型尺寸； mmmmmm llrd、rd -塑料的平均收缩率；s -塑件径向的基本尺寸； ssssss llrd、rd -塑件的公差； -模具的制造公差，一般取塑件公差的。 z 1 3 mmdsd zszm 0 067 . 0 0 3/2 . 0 0 2 0 2 09. 42 . 075 . 0 4)0055. 01(75. 0)1 ()(2 高度尺寸的计算： mmhsh zszm 0

59、 067. 0 0 3/2 . 0 0 1 0 1 21 . 6 2 . 075 . 0 03 . 6 )0055 . 0 1(75 . 0 )1 ()(1 mmhsh zszm 0 033 . 0 0 3/1 . 0 0 2 0 2 58 . 1 1 . 075 . 0 5 . 1)0055. 01(75. 0)1 ()(2 -模具高度成型尺寸； mm hh、 -塑件高度尺寸。 ss hh、 (2) 动模小型芯尺寸的计算（见图6.2） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 26 页 图 6.2 上型芯零件图 径向尺寸的计算： mmdsd zszm 0 067 . 0 0 3/2 . 0 0

60、 1 0 1 69. 72 . 075 . 0 5 . 7)0055 . 0 1(75 . 0 )1 ()(1 高度尺寸的计算： mmhsh zszm 0 033. 0 0 3/1 . 0 0 1 0 1 16. 2 1 . 075 . 0 2)0055 . 0 1(75. 0)1 ()(1 (3) 动模型芯尺寸的计算（见图6.3） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 第 27 页 图 6.3 侧型芯零件图 径向尺寸的计算： mmlsl zszm 0 133. 0 0 3/4 . 0 0 1 0 1 58.504 . 075 . 0 50)0055 . 0 1(75 . 0 )1 ()(1 m