一模两腔的塑料模具设计

1、毕业设计论文一模两腔的塑料模具设计姓名： 系别：机 械 工 程 系专业：模具设计与制造班级： 学号： 目 录绪 论51 模具概论81.1注射模简介81.1.1注射模的定义81.2塑料制件几何形状及材料11注射机的选用112.1注射机的分类122.2分析制件结构、尺寸精度及表面质量122.2.1结构分析152.2.2尺寸精度分析172.2.3表面质量分析172.3注射机选定172.3.1计算制品的体积和质量:172.3.2 初步选定注射机183确定型腔数目及位置布局193.1型腔数目的确定193.2 型腔布局方案204 确定模具结构方案214.1分型面214.1.1分型面的选择214.1.2分型

2、面个数的确定214.3浇注系统设计224.3.1主流道设计224.3.2主流道浇口套的设计234.3.3分流道设计244.3.4浇口的设计254.3.5冷料穴的设计274.3.6排气系统的设计275成型零件的设计与计算285.1成型零部件设计285.2成型零件工作尺寸的计算方法285.2.1 成型零件型腔的计算结果295.2.2 确定标准模架型号和规格296 侧向分型与抽芯机构的设计306.1抽芯距的确定316.2抽芯力的确定316.3合模导向机构236.4设计推出脱模机构326.5浇注系统凝料的脱出机构347 注射机与模具有关的参数及尺寸的校核367.1 注射机注射量的校核367.1.1注射

3、压力和锁模力的校核367.2注射机闭合高度和开模行程的校核367.3 模具在注射机上安装尺寸的校核37结 论27参 考 文 献38致 谢39绪 论1.塑料工业在国民经济中的作用：由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制件可加工成任意形状，而且具有生产率高、价格低廉等特点，所以应用日趋广泛，年增长居四大工业材料之首已经深入到国民经济的各个部门。我国塑料制品工业发展于20世纪50年代后期，主要用于日常用品，如塑料鞋、日用塑料薄膜等。进入20世纪70年代以来，塑料的应用已涉及到国民经济和人民生活中的各个方面，如仪表、机械制造、汽车、家用电器、化工、建材、医疗卫生、农业、军事、航天和原

4、子能工业中，塑料已经成为金属的良好代用材料，出现了金属零件塑料化的趋势。由于塑料材料具有不能被其它材料所替代的特性，使得塑料工业在促进现代科技发展、加速国防现代化建设、推进农业现代化、改善和提高人们生活方面，发挥着越来越重要的作用。2.模具工业在国民经济中的重要性：用模具生产的塑料制品(简称塑件)具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，因此广泛用于仪器、仪表、家用电器、汽车等行业。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具价值的几十倍、上百倍。模具技术己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。美国工业界认为“模具

5、工业是美国工业的基石”，日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”。模具工业在我国国民经济中的重要性，表现在国民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与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要。以汽车、摩托车行业模具市场为例，在工业发达国家，汽车、摩托车行业是模具的最大市场，其占整个模具市场的一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到明确。据介绍到2005年，我国生产的各类汽车模具只能满足规划需要量的50左右。目前，全世界的模具年产值约有600650亿美元。发达国家，如美国、日本、法国及瑞士等国家，模具出口约占

6、本国模具年产值的13。而我国模具出口数量极少，1998年模具出口为0.96亿美元，约占我国度具总产值的3.6，与发达国家的差距比较大。3.当今模具的特点：当前，由于产品品种增多，更新加快，市场竞争激烈，因此对模具的要求是交货期短、精度高及成本低，塑料成型模具正朝着高效率、高精度及高寿命方向发展。随着现代产品对形状、尺寸、精度及零件整体性要求的提高，以及许多新材料、新工艺的广泛应用，对现代模具的结构形式和型腔形状的要求也日益复杂。许多精密塑料成型模具结构的复杂程度近似于一台精密机床，不仅型腔表面形状复杂，而且模具中零件的配套性要求极高加工中必须保证多个模具之间几何形状的协调一致。例如塑料注射模具

7、的设计与制造具有三维几何形状复杂及运动配合精度要求高等特点，同时涉及模具强度计算、模具寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题，是一项综合性的复杂技术工作。只有在成型设备和模具设计及制造方面引入CAD/CAMCAE先进技术，才能迅速地完成模具各类尺寸的计算以及平衡浇注系统、模拟注射过程的计算和分析，通过反复交互，完成查询表格数据、零件目录，绘制模具图纸和明细表等工作，使设计的模具达到尽可能的完美，让模具设计人员从繁重的重复劳动中解脱出来，有较多的时间从事创造性工作，以提高模具的设计质量。1 模具概论模具是近代工业产品大量生产所依赖的一项重要工业与技术。模具制造的精密程度和技术层次

8、，对于生产成品的品质，生产原料的有效利用，以及生产力的提高等方面，均有绝对性的影响。模具业为一切工业之母，而模具业又以塑料模为主。与我们生活息息相关的家电产品、电信产品及汽车零件中，大部分皆为塑料制品。在塑料模具中又由于注射模具有高效、精密、可成型各种复杂制品，工艺先进等诸多其它成型模具所不及的特点而成为塑料制品成型工艺中最重要的并起主导作用的模塑成型工艺装备。 1.1注射模简介1.1.1注射模的定义注射模又称注塑模。注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料简中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速通过料筒前端的喷嘴和模具的浇

9、注系统注射入闭合的模具型腔中，经过一定时间后，塑料在模内硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑化注射模主要用于热塑性塑料制件的成型，近年来，热固性塑料注射成型的应用也在逐渐增加。注射模具的分类方法很多：按其成型塑料的材料可分为热塑性塑料注射模具和热固性塑料注射模具；按其使用注射机的类型可分为卧式注射机用的注射模具、立式注射机用的注射模具及角式注射机用的注射模具；按其采用的流道形式可分为普通流道注射模具和热流道注射模具；按其结构特征可分为单分型面注射模具、双分型面注射模具、斜导柱(弯销、斜导柱、斜滑块、齿轮齿条)侧向分型与抽芯注射核具、带有活动镶件的注射模具、定模带有推出装置的注射模具和自动

10、卸螺纹注射模具等。1.2塑料制件几何形状及材料塑料成形模具按成形原理分有注射模、压缩模、压注模、挤出模、吹塑成形模和挤压成形模。本次设计的模具需要成形的塑料零件是插座外壳，材质是PS，所采用的成型模具是注射模。设计模具之前，先明确PS材料的特性，以及简单了解注射模具。聚苯乙烯（PS）是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。聚苯乙烯的生产工艺简单，原料来源丰富。性能PS一般为头尾结构，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增大了分子的刚性，使PS成为

11、非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg（8082），所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。热性能：最高工作温度为6080。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为

12、7080，脆化温度为-30，PS在高真空和330380下剧烈降解。机械性能：PS的分子量过高，加工困难，所以通常聚苯乙烯的分子量为520万。PS的机械性能，随温度升高，刚性（弹性模量、抗拉强度、冲击强度等下降，而断裂伸长率较大。PS有主要缺点是性脆和耐热性低。对PS进行改性，如橡胶改性的高抗冲PS（HIPS）；MMA-丁二烯-苯乙烯（MBS）；A（丙烯腈）B（丁二烯）S 。 种类聚苯乙烯主要有一般用（GP）PS、抗冲（HI）PS、耐光聚苯乙烯、玻璃纤维增强聚苯乙烯、双轴拉伸聚苯乙烯膜、发泡聚苯乙烯等种类。 (3)用途通用级聚苯乙烯，可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、化妆

13、品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件（如三棱镜、透镜）透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配件，电频电容器薄膜，高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管，化工容器等。悬浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料，用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料，软木代用品，预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土，低发泡塑料可制成合成木材做家具等。高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS）可注塑或挤塑成各种制品，适合家电产品外壳，电器用品、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、电视机、收录机、电话机壳体、文教用品、玩具、包装容器、日用品、家具、餐具、托盘、餐具、结构泡沫制品等。(4)成型加工聚苯乙烯流动性好，加工性能好，易着色，尺寸稳定性好。可用注

14、塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件。特别适用于注塑成型，注塑成型时物料一般可不经过干燥直接使用。但为了提高制品质量，可在5570鼓风烘箱内预干燥12h。具体加工条件大致为：料筒温度200左右，模具温度6080，注塑温度170至220，注塑压力比为1.64.0。成型后的制品应在红外线灯或鼓风烘箱内，于70恒温处理24h。初步了解了材料，下面我们就开始步入正题设计，首先对其进行拔模斜度的设定，零件原始图如图一图一其中青色的面为没有拔模斜度的面，要求我们为其设定好拔模斜度其中有些小于两毫米可以不设拔模斜度如图二图二其中有一处地方要使用侧抽芯机构如图三图三

15、 分析完后我们可以了解到他的分型面是最大的轮廓曲线，如图四所示图四其中我们可以发现有些地方的最大轮廓曲线是不相连接的，如图五图五同种所示的圆的最大轮廓曲线是直径。我们可以用分割面的方法把这个圆形的面分割开，使我们的分型面（最大轮廓曲线）更简单，更便于分模其分割完了的图形如图六所示图六分析好产品的外形和分模形式后，我们可以进入到模具设计的正题。注射机的选用2.1注射机的分类1.注射机按外型结构特征分类（1）立式注射机。特点是注射系统与合模系统的轴线重合，并与机器安装底面垂直。其优点是占地面积小，模具装拆方便。其缺点是不易实现自动操作，适用于注射量小于的多嵌件制品，一般为注塞式结构。（2）卧式注射

16、机。特点是注射系统与合模系统的轴线重合，并与机器安装底面平行。是注射机中最普遍、最主要的形式。其优点是机身低，易于操作加料，制品推出后可自动坠落，易于实现机械化自动化。其缺点是模具装拆不便，且占地面积大。（3）直角式注射机。特点是注射机构直立布置，锁模、推出机构及动、定模板卧式排列，它们相互成直角。其缺点是加料比较困难，嵌件、活动型芯安装不便。适用于生产形状不对称的制品及使用侧浇口的模具。2.按塑化方式分类（1）柱塞式注射机。塑料在料筒内受到料筒壁和分流梭两方面传来的热量而塑化成熔融状态。由于塑料的导热性很差，如果塑料层太厚，则它的外层熔融塑化时，内层尚未塑化，若要使塑料的内层也熔融塑化，塑料

17、的外层就会因受热时间过长而分解。因此，柱塞式结构不宜用于加工流动性差、热敏性强的塑料。（2）螺杆式注射机。可使进入料筒内的塑料颗粒有一个预先塑化的过程，注射机内的注射柱塞用螺杆代替。螺杆除作旋转运动外，还可作往复运动。进入料筒的塑料，一方面在料筒的传热及螺杆与塑料之间的剪切摩擦发热的加热下逐步熔融塑化，另一方面被螺杆不断推向料筒前端。当靠近喷嘴处的塑料熔体达到一次注射量时，螺杆停止转动，并在液压系统的驱动下向前推动，将熔体注入模具型腔中去。由于聚苯乙烯熔融时的热稳定性和流动性非常好，而且螺杆式注射机最为常见，因此，此塑件选用卧式螺杆注射机进行成形加工。根据技术规格的不同，此类注射机分有多种型号

18、。结合实用模具设计与制造手册，选型号为XS-Z-60的注射机。2.2分析制件结构、尺寸精度及表面质量2.2.1结构分析从零件图21上可以看出，在模具设计时要考虑侧向分型与抽芯结构。表2(PS的成形条件工艺参数)注射机类型螺杆转速（r/min）成形收缩率喷嘴形式喷嘴温度（）机筒温度（）预热温度（）预热时间（h）模具温度（）前段中段后段螺杆式480.6%0.8%直通式160170170190_140160607523265注射压力（MPa）注射时间(s)保压时间(s)冷却时间(s)成形周期(s)60110154503156040120表2 （XS-Z-60注射机的技术规格）额定注射量（cm）螺杆直

19、径（mm）注射压力（MPa）注射行程（mm）注射时间（min）螺杆转速（r/min）注射方式锁模力（kN）60381221702.9螺杆式500最大成形面积（cm）最大开（合）行程（mm）模具最大厚度（mm）模具最小厚度（mm）动、定模固定板尺寸(mmmm)拉杆空间（mmmm）定位圈尺寸（mm）喷嘴球头半 径（mm）1301802307033044019030055SR62.2.2尺寸精度分析零件图中，重要尺寸如、等的尺寸精度为IT4级；由以上分析可见该零件的尺寸精度属于一般精度，对应的模具相关零件的尺寸加以保证。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷、毛刺外，无特别的表面质量要求，

20、注射机只要控制好相应的各项工艺参数，就能比较容易达到要求。2-1塑件零件图2.3注射机选定 2.3.1计算制品的体积和质量:经计算得到制品的体积为 根据设计手册查得PS的密度为所以制件的质量为，一般情况下，浇注系统体积可根据主,分流道尺寸,大小及布局情况进行估计，这里,2.3.2 初步选定注射机根据计算制品体积及质量来确定注射机型号和规格，注塑成型的正常进行，根据生产经验式中注射机最大注射量（或g）；制品成型所需的塑料总量（或g）；该制品及浇注系统的总体体积总质量为, 所以根据以上计算结果，选定型腔数目为2 ,即一模两腔的模具结构，考虑模具外形尺寸，并查阅塑料注射机技术规格表，可初步确定选用X

21、S-ZY-60型注射机。3确定型腔数目及位置布局3.1型腔数目的确定注射模具每一次注射循环所能成型的塑料件数量是由模具的型腔数目来决定的。对于长期大批量生产而言，多型腔模具是更为有益的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的生产成本。在现在生产中，由于批量和交货周期的要求模具往往设计成多型腔的形式。使得一次注射成形多个相同的制件。XS-Z-60注射机的额定注射量为，而且，此塑件成形模具必须带有侧向抽芯机构，型腔越多，模具结构就越复杂，从而提高模具的制造难度及加工成本。另外，型腔越多，成形出的制品精度也就越低。经验认为每增加一个型腔，制品尺寸精度降低4%，因此型腔数也不宜过大。本制品由于采用一模四腔

22、的模具结构。为了保证四腔同时进料，考虑采用平衡式的型腔布置形式，图-1所示的型腔排列方式，最大优点是便于设置侧向分型抽芯机构;选用图-1所示的型腔布置形式较为合理。综合考虑，初步确定为一模两腔的结构。模具的型腔排列方式如图7所示：图73.2 型腔布局方案由于XS-Z-60注射机为卧式注射机，模具也应该设计成卧式的，因此模具在水平方向上实现合开模动作。而侧向抽芯运动方向既可铅垂也可水平，但对两者进行比较发现，前者上下两个侧型芯的自重会影响各自的抽芯力，导致两个侧型芯所用抽芯力的大小不同，破坏两个斜导柱的受力平衡。而且在开模后，上下两个侧型芯所需的限位形式也会有所不同，从而增加模具结构的复杂性。若

23、采用后者结构，上述缺点就会全被消除，因此应该选用如装配图所示的水平抽芯结构。侧向型芯位置确定后，为了使斜导柱的安装位置不与分流道的开设位置发生干涉，将两个型腔上下设置。4 确定模具结构方案4.1分型面为了将塑件和浇注系统等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当的分成两个或若干个主要部分，这些可以分离的接触表面，通称为分型面。塑料注射模分型面的位置直接影响到模具的使用、制造及塑料质量。故在设计模具之前必须合理选择分型面，而分型面的选择是一个很复杂的问题，受很多因素的制约。主要原则是应有利于塑件脱模，方便模具加工。4.1.1分型面的选择注射模具有的只有一个分型面，有的有多个分型面，而且分

24、型面有平面、曲面、斜面等多种方式，分型面的设计要遵循以下原则：1.分型面应选择在塑件外型的最大轮廓处。2.分型面的选取应有利于塑件留在动模型芯上，便于塑件顺利脱模。3.要满足塑件外观要求。4.便于模具的制造。5.增加排气效果。4.1.2分型面个数的确定采用单分型面还是多分型面首先要了解一下它们的特点。单分型面结构简单，有利于节约成本，塑成型的稳定性好。但由于只有一个分型面，增加了模具取出的困难，工人的劳动强度大，不利于自动化生产。多数情况下都选用多型腔模具。原因是采用点浇口的多分型面注塑模具可以把制品和凝料在模内分离，为此应该设计浇注系统凝料的脱出机构，保证将点浇口拉断，还要可靠的将浇注系统凝

25、料从定模板上脱离，这样就要增加必要的辅助装置，模具比较复杂。综合以上的各种因素，最终选择一个分型面机构。如图4-1图4-1此时，注射机、型腔数与布局及分型面都已确定，接下去就可以对模架的组成形式作出大致的确定。4.3浇注系统设计 浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴出来后，到达型腔之前在模具中所流经的通道，其作用是：1.保证熔融塑料从喷嘴到型腔流动过程中保持成型工艺所需的温度和压力。2.控制熔融塑料进入型腔的速度、流向和保压时间。浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。4.3.1主流道设计主流道是指从注射机喷嘴

26、与模具接触处起到分流道为止的一段料流通道，负责将塑料熔体从喷嘴引入模具 。当模具闭合后，注射机喷嘴压紧模具主流道衬套，熔体材料直接从料筒流入主流道。熔体在主流道中不改变流动方向。 此次设计的模具在卧式注射机上使用，主流道应垂直于分型面。为了使冷凝料能从主流道中顺利拔出，将主流道设计成圆锥形,如图3-2。图3-2主浇道形状在保证制品成形的条件下，主流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料，但由于主流道的长度由与定模座板的厚度及主流道衬套的安装位置有关，必须结合主流道衬套的设计一同对其进行确定，因此主流道长度待定，接下去先设计主流道衬套4.3.2主流道浇口套的设计由于注射成形时，注射机对模具施加

27、的压力很大，主要作用于主流道浇口套上，且主流道在与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接开设在定模上，而将主流道部分单独作成一个完整的浇口套装于定模上，称为主流道浇口套。通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换或修磨，如图4-3所示图4-34.3.3分流道设计分流道是介于主流道与浇口之间的一段料流通道，是塑料熔体由主流道流入型腔的过渡通道，是浇注系统的核心，负责将熔体的流向进行平稳转换，在多型腔模中起着将熔体向各个型腔分配的作用，对于单型腔可以不设置分流道，只有当塑件尺寸较大，要采用多浇口进料时也要选择分流道。本次设计的塑件尺寸较大，所以有必要开设分流道，且开设在定模

28、座板上，并在定模型芯上加工。分流道的布置形式有平衡式进料和非平衡式进料。平衡式进料就是保证各个进料口同时均衡的进料。非平衡式进料就是不能同时进料。为了保证塑件的成型质量，在设计中采用平衡式进料如图4-4所示图4-4分流道其截面形状及尺寸主要取决于制品的大小、模具结构以及所加工的塑料种类。根据此塑料零件、材料及加工难易程度，确定分流道截面为抛物线截面，其尺寸依据推荐值及主流道直径大小定为如图4-5 所示尺寸。分流道表面粗糙度不宜太小，以防将冷凝料带入型腔，一般要求达到Ra值为1.6m即可。这样可增大对外层塑料熔体的流动阻力，减小流速，并与中心熔体之间具有一定的速度差，以保证熔体流动时具有合适的切

29、变速率和剪切热。主流道与分流道结合处采用半径R为13mm的圆角过渡，以减少料流转向过渡时的阻力。 图4-5 分流道截面形状在容易修磨情况下，分流道的长度应尽可能短，以减少压力损失及废料。 4.3.4浇口的设计浇口是分流道与型腔之间长度非常短，截面又很狭窄的一段料流通道是浇注系统的关键部位。浇口的基本作用是因其截面狭窄，可使经过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。又因其长度短，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化，从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。而且，浇口内冷却固化的塑料熔体

30、强度很低，非常容易断裂，故使制品与废料分离，并便于制品脱模。浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大。浇口的形式很多，要考虑塑料的成型特征，塑件形状，尺寸及要求，塑件生产批量，成型条件，注射机等诸多因素条件的综合考虑。常用的有侧浇口、重叠式浇口、点浇口、扇形浇口等多种形式。因为我们的产品为两腔模具，所以我们就采用较为简单的两板模具的小型侧交口如图4-6图4-6浇口的位置选择：浇口位置开设的正确与否对塑件的质量影响很大，因此合理的选择浇口位置是提高塑件质量的重要环节。浇口的选择要遵循以下原则：1.浇口应设在塑件端面

31、最后处2.浇口位置选择应使塑料的流程最短，料流变向最小。3.浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。4.浇口位置的选择应减少和避免塑件的熔接痕图4-7交口在塑件上的位置最终由以上要求选择的浇口位如图4-6所示4.3.5冷料穴的设计冷料穴是用来收集料流前锋的冷料，常设在主流道或分流道末端。注射时，最先进入注塑模的塑料，因接触冷模而使料温下降，若让这部分温度下降的塑料流入型腔则会影响塑件质量，所以需设置冷料穴。冷料穴分两种，一种是用于专门收集储存熔体前锋的冷料，另一种除储存冷料外还兼有开模时拉出流道凝料，便于脱模的作用。冷料穴的长度不能过短，否则部分冷料将流入型腔，其长度通常取分流道直径的1.52

32、倍。4.3.6排气系统的设计由于制品尺寸较小，利用分型面和推杆，推管的间隙配合可以排气。5成型零件的设计与计算5.1成型零部件设计注射模闭合后，其内部零部件将组合成一个能容纳塑料的闭合空腔，即所说的型腔，它将接受由注射机注射出来的塑料熔体，并使它们在其内部固化成形为塑料制品。显然，型腔的几何形状和尺寸决定了制品的几何形状和尺寸，所以构成型腔的所有零部件统称为成型零部件。成型零部件在注射成形过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦，长期工作之后，容易发生磨损、变形和断裂，因此成型零部件必须采用优质钢材制作。可选用3Cr2Mo。由于塑料零件外形有孔，对应成型模上必须有凸起

33、部分，设计成一个整体,即型芯嵌入定模板中形成型腔结构。另外，与其它结构件不同，成型零部件采用的是更为优质的材料，出于材料费用考虑，也应设计成嵌入式的。5.2成型零件工作尺寸的计算方法查有关表可得PS的收缩率为0.6%-0.8%，参见塑料成型工艺及模具简明手册的规定，型腔的最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值。根据塑料平均收缩率法计算型腔、型芯的工作尺寸，各工作部位尺寸计算结果：（一般取,）。表5尺寸类型计算公式x值型腔凹模径向尺寸0.50.75型芯径向尺寸凹模深度尺寸0.50.67型芯高度尺寸凹模内凸台或孔的中心线至侧壁距离型芯上凸台或孔的中心线至侧壁距离5.2

34、.1 成型零件型腔的计算结果1.型腔径向工作尺寸计算 为型腔的径向名义尺寸(最小尺寸)； 塑件的名义尺寸（最大尺寸）；Scp为塑料的平均收缩率； 制品公差（负偏差）； 模具制造公差X修正系数2.型芯径向尺寸 型芯的径向名义尺寸(最大尺寸)； 制品的名义尺寸（最小尺寸）；3.型芯高度工作尺寸计算 为型芯高度名义尺寸(最大尺寸)；制品孔深名义尺寸（最小尺寸）；4.型腔深度尺寸计算 制品高度名义尺寸（最大尺寸）型腔深度名义尺寸（最小尺寸）；公差正偏差为塑料的平均收缩率；5.侧型芯型腔径向尺寸 为型腔的径向基本尺寸；为型腔的最大尺寸；为塑料的平均收缩率；6.侧型芯工作高度尺寸 为型芯高度名义尺寸(最大

35、尺寸)；制品孔深名义尺寸（最小尺寸）；5.2.1 确定标准模架型号和规格根据以上分析，计算以及型腔的尺寸，可以初步确定标准模架的结构和规格。查设计手册选用标准模架为：GB/T12556.1-90; A4-01定模板厚度：A=70 mm动模板厚度：B=60mm模具厚度：Hm=251mm模具外形尺寸：250 mm251mm300 mm6 侧向分型与抽芯机构的设计因塑料件有侧孔，所以成型机构中必须带有侧向分型与抽芯机构为实现分型时自动抽芯，把其设计成机动式的侧向分型与抽芯机构。机动式侧向分型与抽芯机构利用注射机的开模运动，并对其方向进行变化后，可将模具侧向分型或把侧向芯从制品中抽出。此次设计采用斜导

36、柱式抽芯机构，如图4-8、4-9。图4-8图4-96.1抽芯距的确定模具采用二等分滑块合模，其抽芯距必须保证瓣合模块完全退到瓶盖最大直径之外且开模行程大于瓶盖最大高度才能保证抽出侧孔和将制品脱模，此时抽芯距离应比侧孔的距离大2-3mm，查注塑模具设计与制造使用技术可得，最后确定滑块的抽芯距离为45mm。6.2抽芯力的确定将侧型芯从制品中抽出所需的力叫抽芯力。影响抽芯力的因素很多，它与侧型芯成型部分的表面积部分受其几何形状、壁厚塑料的收缩率、刚性对成型零件的摩擦系数、制品同一侧面同时抽芯的数量、成型工艺主要参数（注射压力、保压时间、冷却时间）脱模斜度等因素有关，其计算公式为：抽芯力(N)；c侧型

37、芯成型部分的截面平均周长(m)；h侧型芯成型部分的高度(m)；P塑件对侧型芯的收缩府力(包紧力)，其值与塑件的几何形状及塑料的品种、6.3合模导向机构合模导向机构在模具中，用来保证动模和定模或模内其它零部件之间准确对合，在模具中起定位、导向和承受一定侧压力的作用。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。锥面定位是用在注射大型、深腔、高精度制品或薄壁容器及偏心制品时，成形时往往有很大的侧向作用力，因此不适合用在此次设计的模具当中，此次设计的模具采用导柱导向机构。导柱导向机构是利用导柱与导柱孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱结构和技术要求：1.导柱导向部分长度应比凸模端面高出812mm，以避

38、免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。2.导柱前端应作成锥台形或半球形，以便使导柱顺利的进入导向孔。3.导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多用T8、T10钢淬火处理，硬度为HRC5055。4.导柱固定半与模板之间一般采用过度配合，导柱与导向部分通常采用间隙配合。导套的结构和技术要求1.为使导柱顺利的进入导套，在导套的前端一贯倒圆角。2.导套用与导柱相同的材料，其硬度一般应底于导柱硬度，以减轻磨损，防止柱或导套拉毛。3.导套一般与模板过盈配合，与导柱之间间隙配合。6.4设计推出脱模机构为了使成形后的塑料制品能自动脱模，就需设置推出脱模机构。推出脱模机构设置在动模上，通过注射机的

39、开模动作启动而将制品推出。推出脱模机构的推出零件种类也很多，主要有以下几种：1.推杆推出机构 由于设置推杆的自由度大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。2.推管推出机构 对于中心孔的圆形塑件，通常使用推管推出机构。3.推件板推出机构 是由一块与凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整个周边端面上进行推出，因此作用面积大，推出力大且均匀，运动平稳，并且塑件上无推出接痕。根据上述机构的特点，结合本次塑件的特点最终选用推件板推出机构脱模，在完成一次脱模动作，开始下一个注射工作循环时，与制品接触的推件板必须回复到初始位置。因此，必须设有复位装置或复位杆，而推件板推出机构可以用

40、推件板直接带动推杆使推出机构复位。这样以来又简化了模具，不必单独设置复位机构。为保证推板在推进过程中不发生歪斜，就必须在推板上设有导向机构，可以由推杆与推杆导套进行导向，而且推板由推杆带动复位，其行程终端必须设有限位机构，用限位钉进行限位，即简单又可靠。6.5浇注系统凝料的脱出机构由于本次设计选择的是点浇口，所以要选择侧浇口式浇注系统凝料推出机构如图6-5图6-5这里有几种浇注系统凝料自动切断、脱落的几种方法。1.利用侧凹拉断点浇口凝料 设计思想是在分流道末端钻一斜孔，开模时浇注系统凝料受斜孔内的冷凝塑料限制，在浇注处与塑件断开，然后有主流浇道冷料穴的倒锥钩住浇注系统凝料脱离斜孔，再由中心顶杆

41、顶出浇注系统凝。2.利用拉料杆拉断点浇口凝料 开模时浇注系统凝料在浇口出与浇注系统切断并留在定模一边，带分开一定的距离后，定距拉杆带动流道推板将注系统凝料推掉。继续开模时，型腔板受到定距拉杆的阻碍不能移动，塑件随动模型腔移动，脱离型腔板，最后在顶杆的作用下由推板将塑件顶出。3.利用定模推板切断点浇口凝料 开模时，首先是主分型面分型，塑件由于抱紧力的作用随动模型芯一起运动，点浇口处被拉断，当塑件随动模一起移动到一定距离后，由于定距拉杆的作用使定模板与中间板分型，由于拉料杆的作用，使流道凝料停留在中间板上，当凝料完全退出定模板以后，定模板与限位螺钉接触，在限位螺钉的带动下，中间板也随之运动，将主浇

42、道凝料从交口套拉出。 7 注射机与模具有关的参数及尺寸的校核7.1 注射机注射量的校核查表知XS-Z-60型注射机最大注射量,本模每次注射所需塑料的总质量约为45.65g,所以能满足要求。7.1.1注射压力和锁模力的校核查表得XS-Z-60型注射机额定注射压力为122Mpa,PS塑料成型时的注射压力为70-130Mpa能满足的要求。高压塑料熔体充满型腔时，会产生很大的力，使模具沿分型面涨开，制品与浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔体的压力Pm(Pm常取2040MPa)，即为作用在这个面积上的总力FL，该力称为工艺锁模力，它必须小于注射机的额定锁模力F，否则在注射成形过程中会因锁模不紧

43、出现涨模溢料现象。为保证注射成形时模腔能够可靠的锁闭，。PS成形所需保压力，为3040MPa，则，而,所以,锁模力合格。7.2注射机闭合高度和开模行程的校核查表得XS-Z-60型注射机所允许模具的最小的闭合厚度为70mm,而最大闭合厚度为200mm，而模具厚度为,即模具的安装要求。查表XS-Z-60型注射机的最大开模行程为,能满足模具推出制品需要120mm的行程，所以能满足开模要求。7.3 模具在注射机上安装尺寸的校核从标准模架外形尺寸250250200mm, XS-Z-60型注射机拉杆空间190300能满足安装和拆卸要求。校核结果XS-Z-60型注射机能满足使用要求，故可采用。结 论毕业设计

44、即将结束，通过本次注射模具的毕业设计，可以说是对我们大学所学知识的一个验收，同时在这个过程中也检验了我们对问题的处理能力。从接到毕业设计任务书到论文最后的撰写，能够感觉到一定的成就感。我们把以前学过的课程又重新回顾了一遍，是对我们所学知识的融会贯通和知识面进一步的加深和拓宽的过程，学习到的知识远比课堂上学到的还要多、还要实用。如果没有前面两年的学习基础，怎么会能完成毕业设计，这就说明了知识是需要一个积累的过程，知识的应用要求的是最终的积累结果。同时也证明了大学学习中凝聚了老师们的心血和我们自己的努力。通过这次的模具设计，使我们对塑料模具有了更深的了解，尤其是注射模的定义、目的、分类、结构组成及

45、工作原理。实际制作模具更是一项艰难的工作，很多工作都是靠经验的不断积累，有些东西是书本上是学不到的。对于我们这个初出茅庐的学生来说，设计过程中都遇到过许多困难，最终经过老师的帮助和自身的努力我们都一一化解了，通过毕业设计虽然使我们得到了很大的收获，但是对于我们初学者来说，查阅了大部分的资料，对于真正的模具设计来说还是有限的，是欠缺的。通过这次毕业设计的过程中，培养了自己独立思考、解决问题的能力，还有团队合作精神，为今后的工作和继续深造学习打下了良好的基础。通过毕业设计虽然使我们得到了很大的收获，但是对于我们初学者来说，还存在着很多不足之处，希望老师在审阅时，给予指正，帮助我们更好的进步。参 考

46、 文 献1许鹤峰,陈言秋编.注塑模具设计要点与图例. 北京：化学工业出版，1999.2廖念钊,莫雨松等主编互换性与技术测量.北京:中国计量出版社，2000.3王孝培主编.塑料成型工艺及模具简明手册. 北京：机械工业出版，2001.4陈锡栋,周小玉主编实用模具技术手册北京：机械工业出版社，20015于华编.注射模具设计技.术及实例. 北京：机械工业出版社，1998.6王永平编.注塑模具设计经验点评.北京：机械工业出版社，2005.7李基洪,李轩等主编.注塑成型技术问答.北京：机械工业出版社，2004.,8傅建军主编.模具制造工艺.北京:机械出版社,2004.9胡石玉主编.模具制造技术.南京：东南大学出版社,1997.10李德群,肖景荣编.塑料成型模具设计.武汉：华中理工大学出版社，1990.11黄健求主编.模具制造.北京：机械工业出版社.2001.12许发樾主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，2000.13郭广思主编.塑料成型技术.北京：机械工业出版社，