毕业设计（论文）-人字形插座注塑模具说明书

1、湖南科技大学潇湘学院毕业设计（论文）题 巨作 者学 院专 业学 号指导教师二o四年六月一日第一章.引言11.1塑料成型模具在加工工业中的地位11.2塑料成型模兵发展趋势11.3软件介绍2第二章.塑料工艺分析52.1设计塑件时必须考虑的儿个方面的问题52.2塑件的形状52.3塑件的材料选择52.3. 1聚乙烯材料的简介6第三章.注射机的选择93. 1注射量确定93.2锁模力确定93.3注塑机的类型和规格93. 4成型压力9第四章.标准模架的选择114.1模架尺十选择114.2模具闭合高度校核12第五章.浇注系统设计135.1浇注系统的设计原则135.2主流道的设计135.3分流道的设计145.4

2、主流道的衬套设计145.5定位圈的没计155.6浇u形式155.6. 1浇u的作用155.6.2选择浇口形式遵循原则16第六章.成型零部件设计186. 1型腔分型面设计186.2排气槽的设计186.3成型零件设计196.3. 1凹模结构设计196.3. 2型芯结构设计196.3.3成型零件工作尺寸20第七章.脱模机构设计247.1脱模力计算247.2推杆的设计247.3开模行程267.4复位的设计267.5侧抽芯的设计267. 5. 1侧向分型与抽芯机构类型的选择267. 5. 2斜导柱的设计267. 5. 3滑块的组合及设计形式27第八章.复位机构与导向机构设计298. 1复位机构设计298

3、.2导向机构设计29第九章.塑模温控系统设计309.1塑模温控系统设计309.2冷却装置系统的设计要点30第十章.模具的装配3310.1组件型腔和型芯与模板的装配3310.2推杆的装配要求3310.3模具总装配程序3310.4该模異的装配要求3410.5模具的装配工艺34&36参考文献37gcw38pftffl409 9 9111iv第章引言1.1塑料成型模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状成型具宥一定形状和尺、r的制造工具。成型塑料制品的模 具叫做塑料模具。模具对自身的要求是：能生产出在外形尺寸、物理性能等方面均能满足使用要求 的优质制品。从模異使用角度看，耍求其高效率、简单化

4、、操作ci动化；从模兵制造 角度看，要求其低成本、易生产、结构合理。塑料制仏的质量受塑料模具的影响。首先，模具型腔形状、尺、r、表面、分型面、 排气枘跟进浇口位置以及制品的脱模方式等对成型制件尺寸和形状精度、机械性能、 内应力大小、物理性能、电性能、各向同向性、表而质量、表而光洁度、气泡、f1痕、 烧焦、银纹等宥着十分重耍的影响。其次，在加工塑料的过程中，操作的难易程度主 要依赖模具的结构。在人批量生产塑料制品时，尽量减少分模、合模和取制件过程中 的手工劳动，为此主要采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产吋还要保证制 品能自动从模具上脱落。另外，模具的成本也是必须考虑的因素。一般来说制模费

5、是 十分昂贵的，一副性能良好的注塑模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十 五万件。当批量不大的时候，模具的制造费用在制件成本中占宥相当大的比例，这时 应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。在现代塑料制品屮，加工工艺合理化、设备高效率化、模具先进化是必不可少的 三项重要因素，塑料模具对实现塑料的加工工艺要求，塑料制件的使用要求和造型设 计要求起着重要作用。高效的全內动的设备只冇搭配上能內动化生产的模具xi能发挥 基效能，产品的生产和更新都是以模其的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑 料制品的品种和产量需求量很人，推动塑料模具生产不断更新发展。1.2塑料成型模具发展趋势随着塑料

6、成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、內动化、大型、微型、 精密、高寿命的模其在整个模其产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角 度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：1. 加深理论研究，在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经 由经验设计阶段逐渐a理论计算方面以发展。2. 高效率、自动化，大量采川各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩 短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注 射出模具等。高速內动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低 成木起了很大作用。3. 大型、超小型及高精度，由于模料应用的扩大，塑料制

7、件已应用到建筑、机 械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现y各种大型、精密和高荞命的成型 模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变 小、导热性能优异的制模材料。4. 革命模具制造工艺为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力 发展高强度、高耐磨性的材料外，向时又重视简易制模工艺研究。5. 标准化开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以 适应大规模地成批生产塑料成型模具。6. 丌发计算机辅助设计与辅助制造(cad/cam)随着计算机技术的发展，计算机已 广泛应用于模再工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工

8、具而加入，构成该环节的cad、cam或cae。(1) 塑件设计:塑件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。 塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件cad、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。(2) 注射机的使用：注射机常见的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统；注射 机故障诊断系统。(3) 注射模设计注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方 面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射模cad， 注射模材料、辅料、辅件选择专家系统，工装选择专家系统，注射模capp。1.3软件简介本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装配图

9、用 cad来完成其三个视阁的显示。零件为人字形插座，整体由规则曲而构成，不能用一 般的拉伸剪切就能达到要求。而零件图的绘制在cad中也较难画出。1.3.1总装配图的建立计算机辅助设计（computer aided design,简写为cad）,是指利用计算机的计 算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它中和了计 算机知识和工程设计知识的成果，并随计算机软硬件的不断提高而逐步完善。cad的 最大特点是让设计者抛掉了实际中的图板，将图板移至软件的电脑桌边，设计者或绘 阁者仅在屏幕前就能连续地完成工作。autocad适合于工程制造、建筑设计、装潢设 计等各行业技术人员作为设

10、计依据，完成图纸上的工作。美国国autodesk公司开发了 cad通用软件，并于1982年首次推出了 autocad r 1.0版本，随着科技的进步以及人类对于制品要求的提高，cad版本不断更新。现autocad 已从一个仅宥简绘制二维图的软件发展成为能够进行三维建模的cad系统，。现已广泛应用于电了、化工、汽车、轻工、造船、机械及航空航天等领域。1.3.2零件模型设计与加工1985年，ptc公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，vi. 0 的pro/engtneer诞生了。经过10余年的发展，pro/engtneer已经成为三维建模软件 的领头羊。目前已经发布了 pro

11、/engineer2000i2o ptc的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品 数据管理等等。pro/engtneer还提供了 0前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开 发环境。t而就pro/engineek的特点及主要模块进行简单的介绍。主要特性全相关性：pro/engineer的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程 中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同吋自动更新所有的工程文档，包括 装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却 没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期

12、的一些功能提前发挥其 作用。基于特征的参数化造型:pro/engineer使用用户熟悉的特征作为产品儿何模型的 构造要素。这些特扯是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。 例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，凶而易于 使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特扯。通过给这些特征设 置参数（不但包括儿何尺、？，还乜括非儿何属性），然后修改参数很容易的进行多次 设计叠代，实现产品幵发。数据管理：加速投放市场，需要在较短的吋间内开发更多的产品。为了实现这种 效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研 制，正

13、是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了 pro/engineer 独特的全相关性功能，冈而使之成为可能。装配管理：pro/engineer的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起來，同时保持设计意图。高级的 功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体屮零件的数量不受限制。易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选 项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。第二章塑件工艺分析2.1设计塑件时必须考虑的几个方面的问题1. 塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水

14、性等。2. 塑料的成型工艺性。3. 塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等。4. 塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异。5. 模具的总体结构，以及脱模的复杂程度。6. 模具零件的形状和制造工艺。2. 2塑件的形状塑件的设计主要包拈塑件的形状，尺寸，精度，表面光洁度，壁厚，斜度，以及 塑件上的加强筋等的设计。图2. 1塑件cad二维图2.3塑件的材料选择如立体图2. 2所示，该塑料制品是人字形插座。上端部的配合处有尺寸精度要求, 该塑料制品选用的是pe塑料2.3. 1聚乙烯材料的简介(1) 结构：聚乙烯的分了是长链线型结构或支结构，为典型的结品聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加

15、工条件和原处理条件而异，一般情况 下，密度高结晶度就越大。1.1£结晶度通常为55%-6 5%，hdpf结晶度为80%-90%。 ,pe分子均有一定的支化度。而ldpe支化度高。在每1000个碳原子中含有15 "-25 个甲基侧链以及少量的和丁基侧链，由于侧链或支链降低了分子的规整度，所以，会 含大量支链的pe结晶度、密度和刚性均低。hdpe的支化低，每1000个碳原子的主链 上只有5-7个乙基侧链，故而结晶高，密度、刚性和硬度等性能均较好。度上依赖于 聚合物的分子量、支化度和结晶度，如断裂仲长率主要取决于pe密度高和结晶度大， 其力学性能就好，但延展性就差，所以，了解聚合

16、物结构会对其结构改性和其他改性 有很大帮助* 一般来说h dpe拉仲强度为20 25mpa，而ldpe拉仲强度仅为 10-一2f5mpa。这一数值距离工程材料的拉仲强度(100-200mpa)还相差很大的距离。(2) 特点：聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性0色粉末。 成型加工的pe树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。其分子量在1万一 loa万范鬧内。分子量超过10万的则为超高分子量聚乙烯f uhmwpe3。分子量越高， 其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。似分子量越高，其加工的难度也 随之增大。聚乙烯熔点为10130c 其耐低温性能优良。在一60

17、6;c下仍可保持良好 的力学性能，但使用温度在8(tllo°c。聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、 磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氣化钠、氢氣化钾等溶液。但不耐强 铽化的腐蚀，如发烟硫酸浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚 乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90100°c下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯, 使其破坏或分解。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧 失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氣化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、 出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材吋应

18、予以注意。正因为聚乙烯拥有如上 特质，容易加工成型，冈此聚乙烯的再生冋收具有非常深远的价值。(3) 产品用途：高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、 电线包裹层等屮低、压聚乙烯：以注射成型制品及屮空制品为主。超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。熔点140°c熔化焓292. 88j/g(4) 加工方面聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、屮空制品、纤维和口用杂品等。应用薄膜：低密度聚乙烯广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装 材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以來，

19、高密 度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和吋加工 性。此外，还吋以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分+复 合材料。中空制品：高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶；管板材：挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适干地下铺设； 挤出的板材可进行二次加工；也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡 沫塑料，作台板和建筑材料；防护套（例如缆索护套）。纤维：中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要 用于生产浼网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。研制出 超高强度聚乙烯纤维（

20、强度可达34gpa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复 合材料。杂品：用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、 自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等；制造结构 件时要用高密度聚乙烯。pe的主要技术指针如下表所示：表2. 1 pe主要技术指标密度（g/cw3）0.91 0.97抗拉w服强度（mpa）280比 w （，3/g）0. 92拉伸弹性模fi （mpa）7.3x10s吸水率24h （%）0. 01冲击强度无缺口300收缩率（）2.5kj/m2缺口120熔点（°c ）110145弯曲强度（mpa）430热变形温度0.45mpa

21、90108强度（hb）220（°c）1.80mpa83-103体积电阻率（）10162.2塑件proe三维视第三章注射机的选择3.1注射量确定该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在proe中両出其三维零 件阁，再查询其体积大小。具体步骤如：建模分析测量体体积)，得到其体 积大小为vft=15. 58cm3。塑件的注射容积较小，在此采用一模二腔，即2v# <80%vmax3.2锁模力确定单个塑件的投影面积a « 3939. 23,两个塑.件的投影面积a = 3939.23x2 = 7878.46mm2 = 78.78cm2由公式得1000 (3. 1)式中f

22、-注射机的额定锁模力 n-型腔数，n=2；k-安全系数，取k=1.2;厂，融料在型腔中平均压力，pe为30mpa；a-塑件投影而积；1 x 2 x 30 x 7878-46 f >= 472,71kn10003.3注射机的类型和规格注射机的类型和规格有很多，按结构形式可分为机的类型和规格有很多，按结构 形式可分为立式，卧式和直角式三类，国产卧式注射机一标准化和系列化。这三类不 同的结构形式的注射机的特点如立式注射机的螺杆垂直装设，锁模装置推动动模板也沿垂直方向移动，优点是占 地血积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不容易倾斜或 坠落。缺点是制品自模巾顶出后不能靠重力

23、下落，需要靠人工取出，冇碍于全自动操 作。此类是注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广，产量最大的注射成型机，其注射柱塞与螺杆合模运 动均沿水平方向布置，并且多数在一条线上(或相互平行。优点是机体比较低，容易 加料和操作，制件顶出模具后可自动坠落，所以容易实现全自动操作，机床中心比较 低，安装稳妥。其缺点是模具的安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能， 机床的占地面积大。直角式注射机的注射螺杆或柱塞与合模运动方向相互垂直，这种注射机的重耍优 点是结构简单，便于自制，适合单件生产，屮心不允许留有浇口痕迹的平而制件，同时长利用开模时丝杆的转动來拖动螺纹型芯或螺纹型环旋转，以

24、便脱下塑件。缺点是 机械传动无准确可靠的注射和保压压力和锁模力，模具受冲击震动比较大。3.4成型压力pe 的成型压力为 pr=30mpa, pmax 取 70-150, pmax > pc根据模具手册选择卧式注射机，其型号为xs-zy-1000,主要参数如卜*:表3. 1注射机工艺参数额定注射量1000 cm3柱塞直径85mm注射压力121mpa注射行程260mm注射方式柱塞式锁模力4500kn模具最人厚度700mm模具最小厚度300mm最大成型面积1800 cm2最人开模开程700mm模板尺寸1200 x900mm拉杆空间650 x550mm合模方式液压机械足位圈o150mm喷嘴球半径

25、o 18mm喷嘴孔直径4mm第四章标准模架的选择4.1模架尺寸选择模架技术的标准，是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规范、基准、和准 则。它具有以下定义：1、减少了模具设计者的重复性工作；2、改变了模具制造行业“大而全，小而全”的生产局面，转为专业生产；3、模具的标准化是采川cad/cam技术的先决条件；4、有利于模具技术的国际交流和模具出口。根据塑件的注射量、动定模固定板的尺十等，由模具工程手册选得选得模架 a2-200250-01-f1 gb/t12556. 1-90,组合尺寸如下表表4.1模架的组合尺寸单位：min模板宽度400座板宽度450垫块宽度68推板厚度30导柱直径35沉头螺

26、钉4-.m12模板长度400座板厚度30垫块厚度120推板宽度260导套直径48沉头螺钉6-m16动模板厚度100定榄板厚度90推杆岡足板厚度25复位杆直径25图4. 1标准模架三维4.2模具闭合高度校核根据注射机的参数，hniax = 700mm hmin = 300mm而根据所选标准模组合尺、所得，h=30+90+100+120+30=370mm因此，满足耍求。第五章浇注系统设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观形状和成型质量影响颇大5.1浇注系统的设计原则：1. 结合型腔的介置考虑，尽可能采用平衡式对称分流道介置。2. 尽量减短熔

27、体的流程，以便降低压力损失，增加冲模速度。3. 浇口尺寸位置和数量的选择是一个关键部分，应设计为能使熔体的流动加快、防止 湍流、涡流、喷射和蛇形流动的形成，并有利于排气。4. 防止高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，变形和位移的产生得到阻止。5. 浇注系统的凝料脱出机构应方便可靠，应易于使凝料和制品分离或易于切除和修 整。6. 熔接痕部位受浇u的尺、j数量及位置的影响，设计浇注系统吋对熔接痕的部位、 形态以及以制品质量的影响要预先考虑到。7. 尽量减小因丌设浇注系统而造成的塑料用量。8. 浇注系统的模具工作表而的硬度、精度和表而粗糙度要得到保证，其中浇注u精度 要求应在it8以上。9. 设计浇注

28、系统吋应考虑冷料的储存措施。10. 应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使w者的距离尽量缩小。5.2主流道的设计：为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径d应大于注射机的喷嘴直径d,通常为:d=d+(0. 5 l)mm(5. 1)d=4+l=5mm(5.2)主流道入u的凹坑球面半径r2也应该大于注射机喷嘴球面头半径r1,通常为： r2=r1+ (12) mm(5.3)r2=18+2=20mm(5.4)主流道半锥角通常为锥度26",取4° ,过大会产生湍流或涡流，产生空气，过小的话凝料脱模非常困难，并且使充模吋熔体的流动阻力过大。主流道内壁表面粗糙度应在ra0.8i

29、im以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度l 一般 按模板厚度确定。为了降低熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，l一般控制在60mm以内。5.3分流道的设计分流道是指主流道与浇u之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。巾丁纯 圆型面加工较为闲难，而圆形截面相对较容易加工，且水力半径乂不太小，因此选择 圆形截面形式。其圆形直径取8mm0结构如图所示：<1 c3 1>图5. 1分流道的机构图 5.4主流道衬套的设计主流道设计一般有以下儿个要点：1、为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角ot=2q6°。 内壁表面粗糙度一般为ra=0.8um。2、为

30、防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密 对接，主流道进u处应制成球面h坑，其球面半径为rfrdl2)mm，四入深度3 5mm o3、为了减小物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其岡角 半径r=l3mmo4、在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm,过长则会影 响熔体的顺利充型。5、对于小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式，但在大数情况下是 将主流道与定模座采用h 7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用h9/f9间隙配合。6、因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道 设计成可拆卸的主流道衬套，川较好的钢材

31、制造并热处理，一般选川t8、t10,热处理硬度耍达到hrc5055。在卧式注射机的模具屮，主浇道应设计成垂直的分型而，为了使凝料从主流道拔 出，故设计成圆锥形，要有2度到6度的锥角，内壁有a8以上的光洁度，其小端直径 常见为4mm-8mm，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应人于喷嘴直径约1mm, 杏则主流道中的凝料将无法顺利脱出，主流道的长度由定模板厚度而定的。巾子主流 道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆 卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理，主流道与喷嘴接触处多 作成半球形的凹坑，二者严密的配合，以避免高压以至塑料从缝隙处溢出。-

32、般凹坑 的半径r2应比r1大1-2毫米。主流道衬套大端的圆凸出定模端面5-10毫米，并与注 射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用，所以设计成为图纸所示。5. 5定位的设计对于小型模具而言，可以将主流道浇口套与定位圈设计成整体式。但是在大多数 情况下是将主流道浇口套和定位圈设计成w个零件，然后配合凼定在模板上。主流道浇口套与定模座板采用h7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用h9/f9间隙 配合。定位圈川于模具在注射机上安装定位时使川。定位圈和衬套的同定形式如图5.2 所示;定位圈结构尺寸如图5.3所示12345图5. 2主道衬套的凼定形式1-内六角螺纹；2-定位圈；3-定模座板；4-主流道衬

33、套；5-定模板5. 6浇口形式5. 6.1浇口的作用浇门是分流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模具浇注系统的最后部分，通过 浇u直接使熔融的塑料进入型腔内。浇ij的作用是使从流道來的熔融塑料以较快的速 度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇u能迅速冷却封闭，防止型腔内还米冷却的 热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数 及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速 冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷, 如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是山于浇口设计不合理 而造成的。5.

34、6. 2浇口的类型根据模具浇注系统在塑料制品上开设的位置、形状不同，选择不同形式的浇口， 结合本质品的特征，选择侧浇u。5. 6. 3选择浇口形式遵循原则(1) 尽可能使浇口为平衡式设置；(2) 型腔排列进料均衡；(3) 浇口开设部位和型腔布置应尽量对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；(4) 减少塑件的耗料量；(5) 保证塑件外观质量。根裾以上原则和零件的实际情况，决定选用侧浇口形式，这种浇口适用于成型壳、 盒、罩和容器等制品，是普遍广泛的浇口形式。它的优点为：截而形状简单，加工方 便，能对浇门尺寸进行精细加工，表血粗糙度值小。讨根据塑件的形状特点和充模需 要，灵活地选择浇u位置，如框形或环

35、形塑件，其浇u可设在外侧，也可设在内侧。 由于截面尺、*小，因此去除浇u容易，痕迹小，制品无熔合线，质量好。对于非平衡 式浇注系统，合理地变化浇口尺寸，可以改变充模条件和充模状态。缺点：对于壳形 塑件，采川这种浇口不易排气，还容易产生熔接痕、缩孔等缺陷。在塑件的分型而上 允许有进料痕迹的情况下才可使用侧浇口，否则，只有另选浇门。注射时压力损失较 大，保压补縮作用比直浇u要小图5. 3浇注系统的二维图第六章成型零部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，包括凹模、型芯、镶块、 成型杆和成型环等。成型零件工作吋，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。

36、因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺 、上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，选择分型而和浇口位置，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。工作尺、r是零件上直接用以成型塑件部分的尺、b主要宥型腔和型芯的径向尺、b 型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。6.1型腔分型面设计合理选择分型血，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模

37、 具设计过程中是一个不容忽视的fllj题，选择分型面一般根据以下的原则：选择分型面的基木原则：(1) 分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。(2) 尽oj能使制品留在动模的一侧。(3) 尽可能满足制品的使用要求。(4) 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。(5) 不应影响制品尺寸的精度和外观。(6) 尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。(7) 不妨碍制品脱模和抽芯。(8) 有利于浇注系统的合理设置。(9) 尽可能与料流的末端重合,有利于排气由于采用侧浇u,根据槊件结构形状，选取产品的底平面为型面，具体如图所示:图6.1型腔分型面示意图6.2排气槽的设计排气

38、槽的作用是将型胶和型芯中周闱空间a的气体及熔料所产生的气体排到模 具之外。该注射模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，无需另外 开排气槽。6.3成型零件设计6.3.1凹模结构设计凹模用以形成制品的外表而，注塑件的结构比较简单，可采用整体式凹模，直接 在定模板上加工。其优点是牢固、接缝少、结构简单，常用于中、小型模具。6. 3.2 型芯结构设计由于零件的结构简单，型芯结构也采用整体式。如图所示:6.3型芯结构二维6.3.3成型零件工作尺寸制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，主要依赖于与型腔、型芯的工作尺寸的计算。 成型零件工作尺寸的计算内容包括：型芯、型腔的径向尺寸(含矩形的长和宽)、

39、它 们的高度尺寸及其中心距尺寸等。可以通过多种方法计算成型零件工作尺寸，现通过 塑件的平均收缩率來进行计算。a：型腔内径尺寸计算dm=( d+dq-|a)+5z (mm)(6. 1)式巾dm型腔内径尺寸()d制品的最人尺、1 (mm)q槊料的平均收缩率()，pe的平均收缩率为2. 5%a制m公差一系数，可随制品精度变化，一般取0.50.8之4间模具的制迫公盖，一般取sz=% 把插座按照矩形形状来计算，插座的长、宽的最大尺、r分别为 d, =80. 5mm c=67. 6mms模具手册得得，a,=0. 87mm a2=0. 74mm，则 dm= (80. 5 + 80. 5x0. 025+x0.

40、 87)地22=83. 16+0.22mmod = (67. 6+67. 6x0. 025+xo. 74)+ 019 =69. 85地19b：型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的计算原 理一样，分长、宽两部分计算：dm=(d+dq- a). (瞧)(6.2)式中dm型芯外径尺寸(mm)d.一制品内径最小尺、onm)其余符号含义mj型腔计算公式。按矩形计算，插座长度、宽度的最小尺寸分别为d, =80. 5mmd2 =67. 6mm查模具手册得，2丨=0. 87mm a2=0. 74mm，则 3dm|= (80. 5+ 80. 5x0. 025-| x 0.

41、87) _022=81. 86_() 22mm3dm = (67. 6+67. 6x0. 025- x0. 74) _019=68. 64_019mm 24c：型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定，设制品名义高度尺寸为最大尺寸，公 差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺、b其公差为正偏差+sz。由于型腔底部或型芯端而的磨损很小，可以略去磨损量氏，在计算屮取氏=%，加上制造偏差有：1- = (+0-2) (mm)(6. 3)式屮a型腔的深度尺寸(鵬)h一制品高度最大尺寸(mm)由模具手册可知，=16. 5mm, a =0. 36mm,因此=(16. 5+16. 5x0. 025-

42、| x0. 36) 0 09:：. 67力09mmd：型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺、j是由制品的深度尺、j所决定，设制品高度名义尺、r为最大尺十公差为正偏差+a,型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-sz。根据有关的经验公式:2h,w 二(+q+-a ) -j z (mm)(6.4)式屮，一型芯高度尺寸(醐)h制品深度最小尺寸(mm)由零件图屮可得，h|=16. 5mm,查手册可得zo. 36mm2 = (16. 5+16. 5x0. 025+-x0. 36) _009=17. 15_0()9mme：型腔壁厚与底板厚度计算注射成型模型腔壁厚的确定应满足模其刚度好、强度大和结构轻巧、操作简便

43、等要求。 在塑料注射充型过程屮，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故应有足够的强度、刚 度。杏则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会弯曲变形而导致溢 料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料制门的脱模。从刚度计算上一般要考虑下血几个w素：(1) 使型腔不发生溢料，pe不溢料的最大间隙为0.05mm。(2) 保证制品的顺利脱模，为此同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品冷却固 化收缩量。(3) 保证制品达到精度要求，制品有尺、r耍求，某些部位的尺、r常耍求较高精度, 这就要求模具型腔冇很好的刚度。按整体式的凹模计算侧壁厚度：丄b=hph (mm)(6.5)i ecf)% j式屮 b

44、門模侧壁理论厚度(mm) h凹模型腔的深度(酮)p凹模型腔内熔体压力(mpa)人一凹模长边侧壁的允许弹性变形量(mm)， 一般塑件乂,#. 005mmc一由手册査得，c=l. 08b=7x(|)i一由手册查得，<(>! =0. 8 rr=2. lx105mpa丄，1.08x30x7 y,2. 1x105 x0. 8x0. 005>=4. 5mm取壁厚大于10mm就能能满足要求。 底板厚度计算，根据公式(6.6)由=2.3，由手册查得qi.sxlo'2，y2 =0.005，则 21f2.8xl0-2 x30x454 v2. 1x105 x0. 005/二6. 90mm取

45、实际底板厚度人于10mm就能满足要求。第七章脱模机构设计插座，体积小，质量较轻，所以塑件的脱模阻力不大，而推杆乂为圆柱形结构， 跟模架为间隙配合加工简单、更换方便、脱模效果好。推杆的设置位置采取以下原则:(1) 在脱模阻力大的地方设置推杆(2) 将推杆均匀分介在制品表面(3) 在塑料制品强度刚度较人的地方设置推杆(4) 推杆育径应满足相应的强度、刚度条件木次设计塑件的孔比较多，所以推杆直径必须取的比较小，为达到强度刚度要求， 所以设置较多的推杆，推杆的分布位置如图所示：图7.1推板分布位置示意图7.1脱模力计算推杆的刚度跟强度在开始脱模时，模異所受的阻力最大，所以强度刚度按此吋计 算，脱模斜度

46、也不考虑(a=0)对于薄壁矩形件制品q=8t e s 1 f/(l-m) (1+f) (kn)(7. 1)式中q-脱模最大阻力(kn)t一塑件的平均壁厚(cm)e塑料的弹性模量(n/crfi)s塑料毛坯成型收缩率(mm/mm)1 一包容凸模长度(cm) f一塑料与钢之间的摩擦系数 m泊松比，一般取0.380.49査手册得，s=0. 025, e=1.8x105n/cm2已知，t«1cm, l=lcm,其中 f=0. 282 = 8xlxl.8xl05x0.025xlx0.281-0.43(l + 0.28)=22.63/c7v7.2推杆的设计：使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机

47、构。本副模具是通过注塑机的合模 机构，把力传给推板，然后通过通过固定板，再通过推杆，把塑件推出的。推出零件 常分为推件板、推杆、推管、成型推杆等。此模具的设计也要满足一般推出机构的设 计原则：塑件滞于动模一侧，这样有利于设计推出推出机构，以致于使模具结构简单、 防止塑件变形、力求良好的槊个外观、结构可靠、脱模时工作可靠，运动平稳，制造 方便，更换容易。由塑料模设计手册公式5 93,圆形推杆直径：d =r642-/2q)4(7.2)其中：d圆形推杆直径(cm)；一-一推杆长度系数0. 7;l一推杆长度，取平均值9 (cm)；n一推杆数，本设计为4;e一推杆材料的弹性模量(n/cm2),刚的弹性模

48、量为 2. 1x107；q总脱模力(n)。顶出行程：s顶=卜凸+ (5 10)式中e顶出行程余量，取e=5(7.3)1一型芯成型高度已知 h凸=16. 5mm，e=5mm，则 s顶=16. 5+5=21. 5mm7.3开模行程对于单分型面的开模行程l=h + 4+e（7.4）式巾l一注射机开模行程（mm）一脱模距离（）4一紐括浇注系统在内的制品高度（mm） 已知则l=21. 5+95. 5+5=122mm,符合注射机要求。7.4复位的设计该模具脱模机构在完成塑件脱模后，为进行一个循环，必须回到初始位置，该模 具是采川复位杆复位的。具体式样见图纸上的推杆固定板和装配图。7.5侧抽芯的设计当在注射

49、成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、門穴或凸台时，塑 件就不能直接屮推杆等推出机构推出脱模，此吋，模具上成型该处的零件必须制成可 侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后在把 塑件从模内推出，否则就无法脱模。7. 5.1侧向分型与抽芯机构类型的确定塑件顶部圆形侧孔需要用到抽芯机构，在这里运用机动方式抽芯。驱动方式为斜 导柱。该塑件的前半圆侧凹较浅，所需的抽芯距不大，侧凹的成型而积也不大，所以采川斜 导柱侧抽芯足够.一般将主型芯和滑块位置设于动模，这样在脱模过程中，侧向分型时 对塑件有限制侧向移动的作用，塑件不会黏附在滑块上，脱模比较顺利。7. 5.2斜导

50、柱的设计斜导柱设置在定模，与滑块的中线对齐，有足够的强度。斜导柱顶端用模仁和定模板固定并磨到和模板平，在开模吋能随驱使滑块沿动模 板上的导滑槽滑动。斜导柱倾斜角为25度。7. 5.3滑块的组合及设计形式设计其组合方式时应考虑分型与抽芯的方向要求，并保证塑件有较好的外观质量， 另外还应使滑块的组合部分具有足够的强度。利用滑块水平两侧而的凸耳与模套对应 的导滑梢滑动配合，达到侧向分型与复位的目的。为防止滑块离开动模，采用压块压住 滑块两边的凸耳。1:3霾?e-e图7. 2斜滑块的二维图斜导柱、滑块、导柱之间的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图所示。1）滑块左右两面倾角为27度，便于滑块滑动，

51、全部高出动模板。2）斜异柱的异向倾斜角25度，从合模到开模斜异柱刚离开滑块吋，斜异柱的移 动距离是32.5mm，保证了滑块止动上的配合。3）抽芯距离校核需要抽芯的距离是：5,|,=18斜导柱刚好抽出來吋的推动距离：=19 mm因：所以抽芯距离满足要求，塑件能正常取岀。o ori1s1xaq. 8lc 10 土 0.05116±0. 057.3斜导柱的二维7. 4斜导柱的布置第八章复位机构与导向机构设计8.1复位机构设计：在顶杆的脱模机构屮，顶出塑件后再次合模时（或闭模前），必须要求顶杆等元 件回复或预先回复到原来的位置。通常采川弹簧推动板复位，但当推顶装置发生卡滞 现象吋，仅靠弹簧难

52、以保证，须复位杆与弹簧并用。设计中具有活动型芯的脱模机构 吋，必须考虑到合模吋互相干扰的情况，应在塑模闭合前使顶杆提前复位，以免活动 型芯撺击顶杆，应设置先复位装置。复位杆由标准可查得。本设计中的模具使用弹簧先复位装置，在顶杆固定板上装有弹簧，借弹簧力合复 位杆作川，在合模时，使顶山杆先复位，这种方法的特点是结构简单，容易制造，但弹簧容易失效，故要经常更换弹簧。8. 2导向机构设计：导向机构的主要作用是为保证在模具闭合后，动、定模板相对位置准确；在模具 装配过程中也起到了定位的作用，合模吋，引导动、定模板准确闭合，能够承受一定 的铡向压力，以保证模具的正常工作。本设计中导向机构采用导柱导向，导

53、柱采用带头导柱，其结构简单，加工方便， 在导柱的末端以导向套给以配合，导柱倒装。结构形式如下图所示：图8. 1导柱不意图一般导柱应宥以卜*几个重要的技术要求：（1）导柱的长度应根据具体的情况而定，一般比凸模端面高出812酮（2）导柱的前端做成半球形状，以使导柱顺利进入导孔（3）数量为4,均匀分介在模具周围第九章塑模温控系统设计9.1塑模温控制系统设计：在注射过程中，制品质量和注射周期受到模具温度直接影响，各种塑料的性能不 同，成型工艺要求的不同相应的模具对温度要求也不同，pe在注射成型时所需的模具 对温度为4060度之间。对任何塑料制品，都不允许模温宥较大的波动较大。模具 温度过高会使制品在脱

54、模后发生变形，使冷却吋间延长，导致产品生产率下降。模具 温度过低会降低塑料的流动性，难于充满型腔，造成制品的内应力加大和具有明显的 溶接痕等缺陷。由于模温不断地被注入熔融塑料加热，模温升高，单靠模具自身散热 不能使其保持较低的温度，因此必须加冷却机构。9.2冷却装置系统的设计要点：1. 实验表明表叨冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也愈均匀.2. 水孔与型腔表而各处最好有相同的距离，即孔的排列与型腔形状相吻合，水孔边距 型腔的距离常用510醐.3. 对热量聚积大温度上升高的部位应加强冷却.4. 进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产牛过大的压力 降。冷却水道直径常用9一12

55、mm。5. 凹模、凸模或成型艰芯应分别冷却，并保证其冷却平衡。6. 冷却水道不应穿过没有镶块或其接缝部位，水道连接必须密封以免漏水。7. 复式冷却循环并联而不应串联。8. 进、出口冷却水温差不应过人，以免造成模具表面冷却不均。9.3冷却系统的计算：塑料传给模具的热量：q1=nmc(tl-t2) (kj/h)(9.1)式中q,单位时间内塑料传给模具的热量(kj/h)n每小时的注射次数，取n=50 m甸次注射的塑料量(kg)c一塑料的比热容(j/kg "(：),查手册得c=1047j/kg- °ct,一熔融塑料进入模腔的温度(°c)丁2制品脱模温度(°c)=50 x 0. 02 x 1047