塑料拖把头注塑模具设计论文

1、 塑料拖把头的注塑模具设计 摘要塑料制品是现代新兴产品之一，它犹如空气时时刻刻都环绕在人们的身边。现在人们可以说是生活在塑料的世界里面。而且塑料具有化学稳定性好，密度小，电绝缘性能高，比强度大等优良的性能。塑料制品一般都用模具来生产制造，通常称之为注塑模具。注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，而随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、机械、电子、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的塑胶模具设计方法已无法适应产品换代更新和提高品质的要求。电脑辅助工程（CAE）技术已成为塑胶产品开发、模具设计和解决产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。人们利用 CAE

2、 技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却等的情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等的情况，以便人们能尽早的发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统塑胶模具的设计方法一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术和经济意义。 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，成型难度较小，模具结构较为简单，因此是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼了对塑料成型模具的设计和制作能力。本次设计为塑料拖把头的注塑模具设计，将注射模具

3、的相关知识作为依据，来阐述塑料注射模具的设计过程。其中模具中决定塑件几何形状和尺寸的零部件称为成型零件，成型零部件在工作时直接与塑料接触，在一定的温度下承受熔融体的高温和高压，因此必须要有合理的结构、较高的强度和刚度、正确的几何形状、较高的尺寸精度以及较低的表面粗糙度。本论文中有重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程等。明确的阐述了模具设计的流程。其次在设计该模具的同时我总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，做到学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、P

4、ro/E等技术，使用Office软件等，提高了工作效率。关键词：塑料模具; 注射成型; 模具设计; Plastic mop head of injection mold design Major:Mechanical design manufacturing and automation Student：LiuChao tutor: MaYongmei Abstract Plastic products is one of the modern new products, it is like the air around us all the time around.Now we can b

5、e said to be living in a world of plastic inside.And the plastic has good chemical stability, density is small, high electric insulating performance, strength and good performance. Plastic products with mold to manufacture, often called injection mold. Injection mould is one of the important technol

6、ogy and equipment, the production of various kinds of industrial products, with the rapid development of plastic mould design industry and plastic products in aviation, machinery, electronics, shipbuilding and automobile industries, products is becoming more and more high to the requirement of the m

7、ould, the traditional plastic mold design method has been unable to adapt to the requirement of product update and improve the quality.Computer aided engineering (CAE) technology has become a plastic product development, mold design and to solve the weak link of product processing, and the most effe

8、ctive way.Before we can use of CAE technology in the mold processing, on the computer to analogy analysis of the whole process of injection molding, accurately predict the melt filling, pressure maintaining and cooling, and the stress distribution, molecular products and fiber orientation distributi

9、on, products of contraction and warping deformation, etc, so that we can found the problem as soon as possible, in a timely manner to modify parts and mold design, rather than waiting for mold test again after repair.This is not only the traditional plastic mold design method of a breakthrough, and

10、to reduce or even avoid the mold repair scrap, reduce cost and improve the quality of products, has a great technical and economic significance. The graduation design task originates from life, wide application, the molding difficulty is small, the mould structure generally complex, is a good test f

11、or me.It can strengthen my understanding of the plastic molding principle, at the same time exercise my of plastic molding mold design and manufacturing capabilities. The design of injection mold design for plastic mop head, the injection mold of the related knowledge as the basis, to elaborate the

12、design process of plastic injection mould.Decision model of a mould pieces of geometric shape and size of components called molding parts, direct contact with the plastic molding parts at work, at a certain temperature molten body under high temperature and high pressure, so there must be a reasonab

13、le structure, high strength and stiffness, the correct geometry and high dimensional precision and low surface roughness.This thesis are important parts of the choice of process parameters and calculation, and extrusion outfit, inject system and other structural design process, etc.Clearly expounds

14、the process of mold design. Secondly in the design of the mould at the same time, I summarized the general methods and steps of mold design, mould design of commonly used formula, data, die structure and parts.The previously learned basic courses to comprehensive application of the design, do to pra

15、ctice.Besides using traditional methods in the design, at the same time refers to the technology, such as CAD, Pro/E, using Office software, etc., to improve the working efficiency. Keywords: plastic mold; Injection molding; Mold design; 目 录摘要IAbstractII第一章 绪 论11.1 采用注射模成形产品的优点11.2 注射成型原理1第二章 塑料的工艺性

16、分析32.1 ABS的注塑工艺32.2 ABS的化学和物理特性3第三章 型腔布局与分型面设计53.1 型腔数量的确定53.2 分型面的设计5第四章 浇注系统设计与排气系统的设计74.1 浇注系统设计74.2 浇口的设计84.3 定位圈的设计104.4 排气的设计11第五章 塑件的设计计算及注射机的选择135.1 塑件的结构设计135.2、塑件有关参数的设计计算145.2.1 成型零件工作尺寸的计算145.2.2模具型腔侧壁和底板厚度的设计175.3 注射成型机的选择17第六章 标准模架的选择与注射机有关工艺参数的较核206.1 标准模架的选择206.2 注射机有关工艺参数的较核206.2.1

17、最大注射量的校核206.2.2 最大注射压力校核206.2.3 锁模力的校核206.2.4 模具厚度H与注射机闭合高度的校核216.2.5 开模行程校核21第七章 合模导向机构与脱模机构的设计227.1 导柱导向机构设计要点227.2 脱模机构的选择及设计24第八章 复位机构的设计288.1 复位机构的设计28第九章 冷却系统与温度调节系统的设计299.1 冷却系统的设计299.2 温度调节系统的设计31总结32参考文献33IV 第一章 绪 论 1.1 采用注射模成形产品的优点 （1） 注射成形工艺可由机床自动按照一定的程序完成，其便于实现自动化，而且生产效率较高，适用于大批量生产。 （2）

18、注射成形一般可以一次成形，能够减少制品的再加工程序。 （3） 可以注射成形形状较为复杂的塑料制品。 （4） 模具是通用的并且简单方便，所以制品成本比较低。 （5） 注射成形后的废品及废料可以回收重新加热注射，因此能节约材料。 （6） 其操作简单且容易掌握，不需要高级技工来操作。 1.2 注射成型原理 注塑成型也称为注射成型，他是目前塑料加工中采用的最普遍的方法之一，可以用来生产形状非常复杂的塑料制品。它具有成型周期短、应用范围广、制品尺寸稳定、精度高、生产效率好、生产操作容易实现机械化和自动化的优点。注射成型采用的设备是注射机，按外形特征可分为卧式、立式和直角式注塑机。 注塑机主要有料斗、喷嘴

19、、料筒、加热器、注塑模具和螺杆构成。在注射成型时，将塑料颗粒状或粉状塑料原料倒入料斗内，原料进入料筒，在料筒内原料被加热至粘流态，在柱塞或螺杆的高压推挤下，将熔融物料以高压高速经喷嘴注射到塑料成型模具的型腔内，经一定时间冷却硬化后，使塑件凝固并定型，最后开启模具，取出制品。2 图1.1 注塑成型原理图上述过程大致可归纳为： 加料-塑料熔融-注塑-冷却定型-塑件脱模。 第二章 塑料的工艺性分析 2.1 ABS的注塑工艺 表2.1 ABS主要技术参数指标表2.2 成型塑料注塑成型工艺参数 2.2 ABS的化学和物理特性 ABS ，英文全称为：acrylonitrile-butadiene-styr

20、ene copolymer，中文：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。ABS是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料。它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，具有综合的优良性能（坚固、坚韧、坚硬、耐寒、耐热、耐腐蚀等），价格便宜，原料易得，因此进展很快，是目前产能最大、应用最广的一种工程塑料。ABS是微黄色或白色不透明粒料，无毒、无味。6ABS是三种组分组成的，故它有三种组分的综合功能，而每一组分又在其中起着固有的作用。丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度；丙烯腈可使ABS具有较高的硬度、强度、耐热性及耐化学腐蚀性；苯乙烯则可使ABS具有良好的介电性能。因此，在机械性能方面，A

21、BS具有质硬、坚韧、刚性等特性。由于以上的综合性能，因此ABS广泛用来制造汽车、飞机和电视机、收音机的外壳、旋钮、电话机壳、话筒、把手等。ABS的特点： 1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性。2）与有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。 3）有高抗冲、高耐热、增强、阻燃、透明等特性。 4）其流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性较好。 ABS的成型特性： 1）吸湿性强。 2）成型时流动性差。 3）模具温度对制品的质量影响较大。 4）成型前应充分预热干燥。干燥条件：在80-90度下最少2小时。 5）成型温度，熔料温度：210-280度；模具温度：25-7

22、0度。 6）注射压力，50MPa-100MPa. 7）注射速度，中等速度。6 第三章 型腔布局与分型面设计 3.1 型腔数量的确定 型腔数目的确定： 1）根据经济性确定型腔数目； 2）根据锁模力确定型腔数目； 3）根据塑件精度确定型腔数目； 4）根据最大注塑量确定型腔数目；7 多型腔的配置的原则： 1）尽量采用平衡式排列，可使制品品质稳定，还可以简化设计； 2）型腔的布置相对于浇口位置应尽量对称，以免成型时因分型面处的偏载而发生溢料； 3）型腔的排列应紧凑，以便于减小模具外形尺寸。7 因此在设计中选用的是单型腔设计，其主要优点有：塑件的形状和尺寸始终一致，单型腔模具结构简单紧凑，设计自由度较大

23、，工艺参数易于控制，分型面设计比较方便，而且制造成本较低，制造简易。 3.2 分型面的设计 遵循确定分型面的一般原则：（1）分型面应选择在制品的最大截面处。（2）应当尽可能使制品留在动模一侧。（3）应该有利于成型零件的加工制作。（4）应该有利于保证制品的外观品质和尺寸精度。（5）应该有利于排气。（6）应该尽量的减少制品在合模方向上的投影面积。（7）长型芯应置于开模方向上。（8）应该有利于简化模具的结构。（9）应该有利于型腔加工和制品的脱模方便。所以该设计分型面设计如图3.1所示: 图3.1 塑件分型面 第四章 浇注系统设计与排气系统的设计 4.1 浇注系统设计 注射模的浇注系统是指塑料溶体从注

24、射机喷嘴进入模具开始到型腔为止，所流经的通道。它的作用是将溶体平稳、迅速地引入模具型腔之中，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织紧密，外形清晰、表面光洁和尺寸稳定的塑件。通常要考虑以下几项原则： 1）尽量减小流动距离，以减小热能、压力的损失，提高材料的利用率，使熔体快速，均匀进入模具； 2）应当尽可能的避免高压熔体对小型芯或小嵌件产生横向冲击、挤压，从而防止小型芯偏心、形变或着小嵌件的移位； 3) 浇口应该开设在塑件壁厚最大处； 4）应避免产生喷射和蠕动； 5）尽量使去除浇口后的残留痕迹使其不影响塑件的使用要求； 6）应该有利于型腔中气体的排

25、出； 7）应该考虑分子定向对塑件的影响； 8）浇口处应避免弯曲和受冲击载荷； 9）应注意对外观品质的影响，尽量避免损坏塑件的外观品质；主流道的设计要点如下： 1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流。又因主流道大端与分流道相接处又过度圆角，其半径取r=13mm,以减少流速转向过渡的阻力，所以本设计中其圆角半径取r=2mm. 2）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力的损失，使塑料熔体降温过多从而影响塑件成形。又通常L不能超过60mm ,所

26、以本设计中L选择40mm。 3)浇口套的计算:进料口直径：D=d+(0.51)mm=314mm式中d为注塑机喷嘴口直径,查表得3mm。球面凹坑半径：R=r+(12)mm=12+214mm式中r为注塑机喷嘴球头半径，查表的12mm。所选浇口套的立体图如图4.1、4.2所示： 图4.1浇口套三维图 图4.2浇口套二维图 4.2 浇口的设计 浇口又可称为进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1） 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，可以防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2

27、mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度提升，粘度减小，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至会形成喷射现象，影响塑件质量。 浇口位置的选择基本规则： 1）浇口位置的设置应有利于排气和补塑。 2）浇口位置的设置应避免侧面冲击细长型芯或者镶件。 3）浇口位置的设置时应使填充型腔的流程最短。这样的结构可以使压力损失减少到最小，可以保证料流充满整个型腔，同时又因为流动比的允许值是随着塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化的，所以我们在考虑塑件的品质时

28、应该注意到这些适当值。 4）浇口位置的设置应当减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应该考虑料流的方向。浇口数目多时，产生熔接痕的机会就会很多。当流程不长时应该尽量只采用一个浇口，以减少熔接痕的数目。而对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会使塑件形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高，为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，使冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口不会产生熔接痕，而轮辐式浇口会产生熔接痕。8 5）浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部

29、形成封闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕。浇口设置在壁厚处，有利于补缩，可以避免缩孔、凹痕等的产生。 所以本设计选择内环形浇口：适用于较长的管型制件，型芯的两端都可以定位，而且制件壁厚比较均匀。其结构图如图4.3所示： 图4.3 内环形浇口 4.3 定位圈的设计 为了便于模具在注射机上的安装以及模具浇口套与注射机喷嘴孔的精确定位，应在模具上（通常在定模上）安装定位圈，用于与注射机定位孔匹配。而且定位圈除了完成浇口套与喷嘴孔的精确定位之外，还可以防止浇口套从模内滑出。其结构如图4.4所示： 图4.4定位圈 4.4 排气的设计 在模具中型腔内气体的来源，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热使塑

30、料中的水分蒸发而形成的水蒸气、塑料局部过热而分解而产生的低分子挥发气体或者热固性塑料交替硬化释放的化学气体等。所以塑料溶体向注射模型腔填充过程中，我们必须要考虑把这些气体顺利排出，否则，不仅会引起物料注射压力过大，降低充模速度，影响注射周期和铲平质量，造成充不满模腔，而且，有时气体还会在压力作用下渗进塑料中，使塑件产生气泡，熔接不良，组织疏松等，造成产品报废。本设计选用排气槽排气，排气槽宽度b=3-5mm,所以取b=3mm,深度h0.05mm,又因材料为ABS,所以查表得h=0.03mm,长度l=0.81.5mm,所以取l=1.0mm。其结构如图4.5所示： 图4.5排气槽的位置设计图 图4.

31、6排气槽的二维图 第五章 塑件的设计计算及注射机的选择 5.1 塑件的结构设计塑件的三维立体图及其零件图如图5.1、5.2所示： 图5.1塑件三维立体图 图5.2塑件的二维图 5.2、塑件有关参数的设计计算5.2.1 成型零件工作尺寸的计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸、型腔的深度尺寸或型芯的高度尺寸等等。成型零件工作尺寸的计算方法一般按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。(1) 型腔径向尺寸 对于中小型塑件，计算公式为： =+ - （5-1）式中 型腔径向尺寸；塑件尺寸；平均收缩率0.5； 塑件公差。 标注制造公差后得

32、： = （5-2）(2) 型芯径向尺寸 对于中小型塑件，计算公式为： =+ （5-3）式中 型芯径向尺寸；塑件尺寸；平均收缩率； 塑件公差。 标注制造公差后得： = （5-4） (3) 型腔深度尺寸 = （5-5） 式中 型腔深度尺寸； 塑件尺寸。(4) 型芯高度尺寸 = （5-6）式中 型芯高度尺寸； 塑件尺寸。所以塑件的有关尺寸计算如下表5.1所示： 表5.1塑件尺寸的计算尺寸计算公式工作尺寸 型腔长 =宽左右两个半圆弧R大圆两个小圆深度 = 大圆深度型腔 小圆深度 =型芯 型芯大圆= 两个小圆 大圆高度 =小圆高度 塑件的体积及其重量的计算： 直接使用Pro/E 的测量功能，测出体积 V

33、80.96cm3所以重量 M=82.021.0585.008g （材料采用ABS，查找得知其密度为1.05）5.2.2模具型腔侧壁和底板厚度的设计 在塑料注射模注塑的过程中，型腔所承受的力是十分复杂的。型腔所受的力有塑料溶体的压力，开模时的拉力，合模时的压力等等，其中最重要的是塑料溶体的压力。在塑料溶体的压力作用下，型腔将产生内应力和变形。如果型腔厚度和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许用应力时，型腔会发生强度破坏。而且，刚度不足会发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度等，也可能会导致脱模困难等。所以，模具对强度和刚度都有要求。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要的

34、矛盾，所以应该按照刚度条件来计算；对于小尺寸型腔，强度不足是主要矛盾，所以应该按强度条件来计算。所以，本设计是按照强度条件来计算。然而在实际生产中，我们不是通过计算来确定型腔壁厚及支承板厚度的，而是凭借经验来确定的。因此查参考资料的经验数据表可以得知：型腔侧壁厚度S的经验值为：S0.2L+17=52+17=69mm L型腔长边的边长底板厚度h的经验数据：h0.13b=33.8mm 取 bL 5.3 注射成型机的选择塑件成型所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量.注射容量以容积(cm3)表示时,塑件体积(包括浇注系统)应小于注塑机的注塑容量,其关系是: V件0.8 V注 (5-7） V注V件/

35、0.8 =101.2cm3 式中V件- 塑件与浇注系统的体积(cm3) V注- 注射机注射容量(cm3) 0.8- 最大注射容量利用系数 根据塑件的原材料分析,查相关手册得知该塑件的原材料所需的注射压力为60-100 MPa,由于塑件的尺寸较大,所以选择较大的注射压力P成=90MPa.模具所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力,其关系按下式: P成P注 （5-8） P注90MPa 式中P成- 塑件成型是所需的压力(MPa) P成- 所选注射机的额定注射压力(MPa)模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力,其关系式如下: P腔FP额 （5-9） P额=4514827.4=66

36、7.237KN 式中P腔- 模具型腔压力,取45MPa F- 塑件与浇注系统在分型面上的投影面积(mm2) P额- 注射机额定锁模力(N) 所以本设计选用注射机为XS-ZY125型 ，其主要参数如下表5.2所示: 表5.2 注塑机的主要参数理论注射容积(cm）125螺杆直径(mm)42注射压力(MPa)119注射时间 (s)1.6塑化能力(g/s)35螺杆转速(r/min)0200锁模力(kN)900拉杆有较距离(mm)260290移模行程(mm)350模具最大厚度(mm)300模具最小厚度(mm)200锁模形式肘杆模具定位孔直径(mm)80喷嘴球半径(mm)12喷嘴口孔径(mm)3模板尺寸(

37、mm)250450满足要求。 第六章 标准模架的选择与注射机有关工艺参数的较核 6.1 标准模架的选择 所选模架型号为A1-250355-31-Z1 GB/T 12556-1990 即基本型为A1型，模板BL为250450mm,规格编号为31，即模板A为80mm，模板B为40mm，模板C为80mm。导柱为正装Z1。 6.2 注射机有关工艺参数的较核6.2.1 最大注射量的校核 因为塑料拖把头的原料为ABS，所需注射为90-100MPa，而所选注射机压力为119MPa，所以注射压力符合要求。6.2.2 最大注射压力校核 注塑机的最大注塑量应该大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），而通

38、常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%，所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V机 V塑V浇 (6-1)式中 V机 注塑机的最大注塑量，125 cm3 V塑塑件的体积，该产品V塑80.96cm3 V浇浇注系统体积，该产品V浇3cm3 故 V机105.025cm3 满足要求。 6.2.3 锁模力的校核 F锁pA (6-2)式中 p熔融型料在型腔内的压力，35Mpa。 A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=14827.4 mm2。F锁注塑机的额定锁模力。 故 F锁pA=35Mpa14827.4 mm2=518.959KN 选定的注塑机的压力为1764KN，满足要求。

39、6.2.4 模具厚度H与注射机闭合高度的校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适 模具长模具宽拉杆面积 B模具闭合高度校核Hmin注塑机允许最小模厚=200mmHmax注塑机允许最大模厚=300mmH模具闭合高度=280mm故满足HmaxHHmin。 6.2.5 开模行程校核 注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式： S机注塑机最大开模行程，350mm; H1顶出距离，50mm； H2包括浇注系统在内的塑件高度，115 mm; S机(H模Hmin)H1H2(510) （6-3）故： 350(250200)165(510)满

40、足条件 第七章 合模导向机构与脱模机构的设计 7.1 导柱导向机构设计要点 合模导向装置是保证动模和定模合模时正确定位和导向的装置，导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。 导向机构的作用（1） 导向作用。（2） 定位作用。（3） 承载作用。（4） 可以承受一定的侧压力。（5） 保持机构平稳运动。6定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而使塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使

41、导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干扰而损坏零件。由于注塑压力的各向性会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。 导柱是与安装在另一半模上的导套相配合，用以确定动模和定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆柱形零件。导套是与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动模和定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。 由于模架的尺寸为250450，所以本设计选用直径为25的导柱，然后选用相对应的导套，其结构如图7.1、7.2、7.3所示： 图7.1 导柱及导套的配合 图7.

42、2 导柱的二维零件图 图7.3 导套的二维零件图 7.2 脱模机构的选择及设计 在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具的型腔或型芯上脱出，脱出塑件的机构称为推出机构，也常称为脱模机构。脱模机构的设计原则:（1）尽量使塑件保留在动模一边。（2）保证塑件不因推出而变形和损坏。（3）保证塑件表面质量良好。（4）构造可靠。脱模力是指将塑件从动模一侧的主型芯上脱出时所需要的外力，是设计推出机构的主要依据之一。塑件在模具冷却定型时，由于体积收缩，其尺寸逐渐缩小而将型芯包紧而产生的力，叫做型芯包紧力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时所要克服大气压力，叫做真空吸力。此外，还要克服机构本身运动的摩擦阻力及塑料与

43、钢材之间的粘附力。 开始脱模的瞬间所要克服的阻力最大，称为初始脱模力，以后脱模所需的力称为相续脱模力，后者要比前者小。所以在计算脱模力的时候，总是计算初始脱模力。影响脱模力大小的因素很多，如型芯成型部分的表面积及其形状；塑料的收缩率以及对于型芯的摩擦系数；塑件的壁厚及同时包紧型芯的数量；成型时的工艺参数等。 根据这些因素来精确计算脱模力是相当困难的，所以下面根据主要影响因素进行粗略计算。当塑件包紧型芯时，由于型芯一般具有脱模斜度，故在脱模力的作用下，塑件对型芯的正压力降低了sin,这时摩擦阻力为：= ( -sin ) （7-1）式中 摩擦阻力（N）；摩擦系数, 查表得 = 0.6; 因塑件收缩

44、产生对型芯的正压力（N）；脱模力（N）； 脱模斜度，因为材料是ABS，所以取=1 根据受力图列出力的平衡方程式为：= 0 (7-2) 图7.4 零件脱模的受力图即 cos-sin= 0 （7-3）将上式代入= ( -sin ) 可得： = =96.719KN 其中 因塑件收缩产生对型芯的正压力（N），=pA=167715.8N P 因塑件收缩对型芯产生的单位正压力（MPa）,一般p=1220MPa,薄壁件取小值，厚壁件取大值，所要生产的塑件比较薄，故取p=14MPa；A 塑件包紧型芯侧面积11979.7mm2。本设计选用推杆脱模机构; 推杆是推出机构中最简单的常见的一种机构，而且推杆加工简单，

45、更换方便，脱模效果较好，所以在生产中得到了广泛的应用。又因推出面积较小，容易引起塑件变形，所以较少应用于脱模力较大的塑件。推杆设计应注意事项：1) 推出位置 推杆的推出位置应该设置在脱模阻力较大的位置；而且推杆不易设置在塑件最薄处，否则容易引起塑件变形。62）直径 推杆直径不易过细。3）装置位置 推杆端面应和型腔平齐或者比型腔的平面高出0.05-1mm。4) 数量 在保证能够顺利脱模的情况下，推杆数量不宜过多。所以推杆设计如图8.2、8.3所示： 图7.5推杆的三维示意图 图7.6 推杆的二维零件图 图7.7 推杆的装配图 第八章 复位机构的设计 8.1 复位机构的设计 为了使推出零件在合模后

46、能回到原来的位置，因此在推杆推出机构中通常还设有复位机构。而本设计中采用弹簧复位，利用弹簧的弹力使脱模机构复位。其结构如图9.1、9.2所示： 图8.1复位杆的零件图 图8.2复位杆与复位弹簧三维图 第九章 冷却系统与温度调节系统的设计 9.1 冷却系统的设计 在塑件制品注射的过程中，开始注射时模具是冷的，由于注入型腔内的塑料温度的影响，模具温度会逐渐增高。根据注射的成型材料不同，模具的温度也不同。由于成型要求模具有一定的温度，模温过高或过低都会影响塑件品质，产生缩孔，变形等缺陷。所以，模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具的温度。成型时若料温不足，为了使模具达到成形要求的模温，一般应考虑

47、加热装置；当料温使模温超过成形要求时，则应考虑用冷却装置。在模具设计中，设置冷却装置的目的，一是防止塑件脱模形变；二是减少成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、扰曲性、伸长率较好的塑件。冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理地设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模具的温度。 冷却水道的设计要点如下：1）在条件允许的情况下，冷却水道距离型腔壁不宜太远，也不宜太近，以免影响冷却效果和模具的强度，通常在15-20mm范围内；2）注意平衡模具中塑料件不同部位的冷却，应与塑料件的厚度想匹配，当制件壁厚均匀时，应尽可能的使所有的水道到各处型腔表面的距离的大小相等，当制件的

48、壁厚不等的时候，要在壁厚出开设距离较小的冷却水道；3）冷却水道不宜穿过设计有镶块或者有接缝的地方；4）冷却水道不应该有存水或产生回流的部位，冷却水道的孔径一般不小于8mm，进水管的直径的选择，应使进水流速不超过冷却孔道中水流速度，避免产生过大的压降；5）型腔、型芯部位应分别冷却，并保证其冷却达到平衡；6）浇口部位是模具上最热的部位，应加强冷却，一般将冷却水的入口设计在浇口处，使其冷却水先通过浇口处，从而达到降温平衡；7）应该避免将冷却水道开设在塑料制品的熔接痕处，从而使制品该处的强度降低；8）进、出口的水管接头应尽量开设在不影响操作的方向上，尽可能的设计在模具的同一侧，通常朝向有注塑机的背面；而且水管接头必须密封，从而保证接口处不漏水；9）当模具仅设一个入水口和一个出水口时冷却管道应进行串接起来，并连接因各回路的流动阻力不同，很难达到一样的冷却条件；10）进、出口冷却水道的温差不宜过大，