机械毕业设计（论文）_U盘盖注塑模模具设计

1、 毕业设计设计课题：U盘盖注塑模模具设计系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成时间： 目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc417756942 摘要： PAGEREF _Toc417756942 h 3 HYPERLINK l _Toc417756943 1.塑件成形工艺性分析 PAGEREF _Toc417756943 h 5 HYPERLINK l _Toc417756944 1.1.塑件的分析 PAGEREF _Toc417756944 h 5 HYPERLINK l _Toc417756945 1.2.热塑性塑料ABS的注射成

2、形过程及工艺参数 PAGEREF _Toc417756945 h 8 HYPERLINK l _Toc417756946 的性能分析 PAGEREF _Toc417756946 h 9 HYPERLINK l _Toc417756947 2.拟定模具结构形式 PAGEREF _Toc417756947 h 10 HYPERLINK l _Toc417756948 2.1.分型面位置确实定 PAGEREF _Toc417756948 h 10 HYPERLINK l _Toc417756949 2.2.确定型腔数量及排列方式 PAGEREF _Toc417756949 h 12 HYPERLIN

3、K l _Toc417756950 2.3.模具结构形式确实定 PAGEREF _Toc417756950 h 15 HYPERLINK l _Toc417756951 3.注射机型号确实定 PAGEREF _Toc417756951 h 16 HYPERLINK l _Toc417756952 3.1.所需注射量的计算 PAGEREF _Toc417756952 h 16 HYPERLINK l _Toc417756953 3.2.注射机型号的选定 PAGEREF _Toc417756953 h 17 HYPERLINK l _Toc417756954 3.3.型腔数量及注射机有关工艺参数的

4、校核 PAGEREF _Toc417756954 h 18 HYPERLINK l _Toc417756955 4.浇注系统形式和浇口的设计 PAGEREF _Toc417756955 h 21 HYPERLINK l _Toc417756956 5、成型零件的结构设计和计算 PAGEREF _Toc417756956 h 29 HYPERLINK l _Toc417756957 5.1.确定塑件尺寸公差 PAGEREF _Toc417756957 h 29 HYPERLINK l _Toc417756958 5.2.型腔型芯各尺寸的计算 PAGEREF _Toc417756958 h 30

5、HYPERLINK l _Toc417756959 6、模架确实定和标准件的选用 PAGEREF _Toc417756959 h 32 HYPERLINK l _Toc417756960 7、合模导向机构的设计 PAGEREF _Toc417756960 h 34 HYPERLINK l _Toc417756961 8、脱模推出机构的设计 PAGEREF _Toc417756961 h 36 HYPERLINK l _Toc417756962 8.1.脱模推出机构的设计原那么 PAGEREF _Toc417756962 h 37 HYPERLINK l _Toc417756963 8.2.塑件

6、推出的根本方式 PAGEREF _Toc417756963 h 37 HYPERLINK l _Toc417756964 8.3.塑件的推出机构 PAGEREF _Toc417756964 h 38 HYPERLINK l _Toc417756965 8.4.脱模力的计算与校核 PAGEREF _Toc417756965 h 39 HYPERLINK l _Toc417756966 9、排气系统的设计 PAGEREF _Toc417756966 h 40 HYPERLINK l _Toc417756967 10、温度调节系统的设计 PAGEREF _Toc417756967 h 41 HYPE

7、RLINK l _Toc417756968 11模具的加工制造、装配、调试与维护 PAGEREF _Toc417756968 h 42 HYPERLINK l _Toc417756969 11.1.模具的加工制造和装配 PAGEREF _Toc417756969 h 42 HYPERLINK l _Toc417756970 11.2.模具的调试 PAGEREF _Toc417756970 h 44 HYPERLINK l _Toc417756971 11.3.模具的维护与保养 PAGEREF _Toc417756971 h 45 HYPERLINK l _Toc417756972 11.4.模

8、具的工作过程及原理 PAGEREF _Toc417756972 h 45 HYPERLINK l _Toc417756973 毕业设计小结 PAGEREF _Toc417756973 h 45 HYPERLINK l _Toc417756974 谢辞： PAGEREF _Toc417756974 h 48 HYPERLINK l _Toc417756975 参考文献 PAGEREF _Toc417756975 h 49U盘盖注塑模模具设计摘要：U盘是当今社会日常中必不可少的工具。U盘产品的外壳造型很多，市面上不断出现着各种款式,U盘盖子制品成为最常见的研究课题。U盘是闪存的一种，有小巧便于携带

9、、储存量大、价格廉价的特点。U盘盖可用于保护U盘盖USB接口处的磨损，延长了U盘的使用寿命。制品材料为高频特种热塑性塑料ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物%0.7% 。我们通过分析和研究，参照有关的技术文献，选定材料和有关技术参数，设计出这款U盘外壳的模具。由制品图可知，该制品尺寸较小，形状不规那么，采用顶针推出塑件，另外，塑件外表有通孔，为使制品顺利脱模而又不影响制品要求，参加一个斜顶，从而减小脱模阻力，是本模具中设计的要点。其他结构设计在此不再赘述，详细内容见后面章节。关键词： ABS 注射模 一模四腔 U盘Abstract:U盘是当今社会日常中必不可少的工具。U盘产品的外壳造型很多，市面

10、上不断出现着各种款式,毕业设计课题的制品是最常见的U盘的盖子。U盘是闪存的一种，有小巧便于携带、储存量大、价格廉价的特点。U盘盖可用于保护U盘盖USB接口处的磨损，延长了U盘的使用寿命。制品材料为高频特种热塑性塑料ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，材料收缩率仅0.4%0.7% 。我们通过分析和研究，参照有关的技术文献，选定材料和有关技术参数，设计出这款U盘外壳的模具。由制品图可知，该制品尺寸较小，形状不规那么，采用顶针推出塑件，另外，塑件外表有通孔，为使制品顺利脱模而又不影响制品要求，参加一个斜顶，从而减小脱模阻力，是本模具中设计的要点。其他结构设计在此不再赘述，详细内容见后面章节。U di

11、sk is an indispensable tool in todays society, daily. U disk products have a lot of shell molding on the market , a variety of styles of products continue to emerge, U disk cover products become the most common research subject. U disk is one of a flash memory, having a lot of characteristics ,such

12、as a compact , easy to carry, storage of large amount and low price. U disk cap can be used to stop USB interface of the U disk froming wear, prolong the service life of U disk. Product material is high-frequency special thermoplastic ABS (acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer),having shrink

13、age rate of only 0.4% 0.7%. Through the analysis and research, according to related literature, selecting materials and relevant technical parameters, we design the U disk shell mold. The figure of the products shows, small size and irregular shape,we use the thimble to push out of the products, in

14、addition, the surface of the products has the through holes, in order to make the product easy demoulding and does not affect the product requirements, with a sloping roof, thereby reducing the release of resistance, are the main points of design of the mold. Other structural design will not go, to

15、see details in later chapters.Keywords:ABS 注射模 一模四腔 一次推出ABS injection mould one module of four cavities U disk 1.塑件成形工艺性分析.塑件的分析1.塑件如图1所示：图中尺寸为U盘实际测量尺寸，其尺寸公差见后面章节! 图1.U盘塑件产品图.塑料名称ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物.ABS的特性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明颗粒状，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚

16、性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要枯燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏小的脱模斜度。塑件的结构及成形工艺性分析1结构分析如下：该塑件作为U盘的外壳，外形为倒有圆角的抽壳不规那么体，其中两个角做了改变，为倒角和圆弧，制件内部为一个通孔，制件的内部俩侧之间有角度要求，所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。由于该U盘塑件不是很大， U盘内成型面定位凸点采用强制脱模，为保证在推出时不能够使塑件发生变形以影响外观，所以塑件需多根推杆外加斜顶同时推出，见图2。图2.U盘塑件顶出结构2成型工艺分析如下：由于制件的

17、外外表要求平整、光洁、美观棱角清晰；由产品图得知U盘外表上局部为光滑外表，尾部为磨砂腐蚀纹，为使得塑件外外表美观，需将分型面设置在磨砂面与光滑面的分界处，见图3。精度等级：采用一般精度IT7级；脱模斜度：该塑料件高为mm，宽度为mm，虽然由于原料在注射时流动性比拟好，但是型芯与塑件接触面积较大,顶针顶出塑件需要克服塑件与型芯之间的摩擦力较大，因此，塑件脱模斜度为1。3塑件的成型工艺参数确定的三大要素：温度、压力和时间。温度：注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。料筒温度：料筒温度的选择应保证塑料塑化良好顺利注射，而不会引起塑料分解喷嘴温度：料筒和喷嘴温度的选择应与其它工

18、艺条件相配合。料筒和喷嘴温度对成型条件及塑件的物理力学性能影响十分显著。模具温度：模具温度对塑件的内在性能和外表质量有很大影响。模具温度根据塑件是否结晶、塑件的尺寸和结构要求等条件来确定。压力：注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，它们都直接影响塑 料的塑化和塑件的质量。塑化压力:注射过程中塑化压力的大小是随塑杆的设计、塑件质量的要求以及塑件的种类等不同而异。注射压力:注射压力的大小取决于注射成型机的类型、模具结构、塑件壁厚、塑件种类和注射成型工艺等。时间： 一次注射成型周期包括注射时间充模时间和保压时间、闭模冷却时间.生产中充模时间为35s。注射时间中的保压时间所占比例较大，约为2

19、0120s。在浇口处熔料凝结之前，保压时间的长短对塑件尺寸精度有直接影响，而浇口处凝结之后那么无影响。保压时间以塑件的收缩波动范围最小的时间为准。冷却时间取决于塑件厚度，塑件的热性能和结晶性能，以及模具温度。冷却时间约为30120s。冷却时间过长会对复杂塑件造成脱模困难。温度、压力和时间。这三大成型工艺控制因素都需要根据塑料品种、塑件壁厚和形状以及模具结构来选定。1.2.热塑性塑料ABS的注射成形过程及工艺参数注射成形过程 1成型前的准备 对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，成型前应进行充分的枯燥预处理100-110C。同时，清洗料筒，对嵌件和模具进行预热，确定应使用的脱模剂，在模具型腔外

20、表均匀涂上一层脱模剂如硬脂酸锌、液体石蜡、硅油等，以保证塑料制品的顺利脱离，将原料参加料斗，对料筒加热到预定温度，保温20分钟之后，启动螺杆对原料进行塑化和计量。2注射过程 塑料原料在注射机料筒内经过加热、塑化到达粘流状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、保压、放气和固化冷却四个阶段。3 塑件的后处理 调湿处理，即将刚脱模的塑件放入热水中处理温度90-100，保温一段时间处理时间为4小时左右，然后缓慢冷却，这样可以隔绝空气，防止塑料氧化，同时，加速吸湿平衡，稳定塑件尺寸，消除内应力。.ABS塑料的注射成形工艺参数注射机：螺杆式预热和枯燥：温度80-85，2-3h螺杆转速r

21、/min：30 料筒温度后段：150170 中段：165180 前段：180200 喷嘴温度170180 喷嘴形式：直通式模具温度：5080 注射压力Mpa：60100保压压力Mpa：60100成型时间s：注射2090；保压05； 冷却时间20120；成型周期：50100后处理： 红外线，烘箱，70，2-4h1.3.ABS的性能分析.使用性能综合性能良好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件、家用塑料制品和电讯结构零件。.成型性能1无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米左右。2吸湿性强，必须充分枯燥

22、，外表要求光泽的塑件须经长时间的预热枯燥。3成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解分解温度为250。.ABS的主要性能指标ABS塑料主要的性能指标： 密度 (g -3) - 收缩率 % 0.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 弯曲弹性模量 Gpa 压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR 62862.拟定模具结构形式2.1.分型面位置确实定.分型面的选择原那么模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可别离的接触外表成为分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，并且直接影响着塑料

23、熔体的流动、充填性能及塑件的脱模。分型面的选择受到塑件的形状、壁厚、尺寸精度、及其形状、塑件在模具内的成型位置、脱模方法、浇口的形式及位置、模具类型、模具排气、模具制造及其成型设备结构因素的影响。本次设计，分型面的选择考虑七个方面：1分型面应设置在塑件外形最大轮廓处，便于脱模，否那么塑件无法取出。 2 考虑塑件的外观，使得分型面产生的飞边易于去除且不影响塑件的外观。 3 分型面的选择应保证塑件的尺寸精度要求。 4 有利于防止溢料，考虑飞边在塑件上的位置。 5 分型面选择应考虑排气效果，所以应尽量设置在塑件熔体充满的末端处，这样分型面就可以有效排除型腔内积聚的空气。 6 考虑脱模斜度对塑件尺寸的

24、影响。7 使成型零件便于加工。.分型面选择方案此塑件分模时，动模板带动模芯运动，使得塑件光滑面从定模板模腔中脱模，同时，顶针板接触到注塑机的顶出装置时动模继续后退，塑件以及浇注系统凝料和推出机构停在原处不动，从而使得顶针和斜顶将塑件顶出。在前面章节塑件成型分析中得知塑件脱模斜度为1，对于拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。 1分型面选择方案A。 第一分型面与开模方向垂直。分型面的形式与位置如图。此种分型面，在塑件部动模板型芯的接触面积大，脱模力增大故而顶出装置将其顶出较困难，塑件容易产生变形等缺陷，且分型面处产生的飞边影响U盘外型美观。

25、2分型面选择方案B。 分型面与开模方向成某一角度，且成阶梯曲面状。如图3 .B所示。此处分模，动模板型芯与塑件接触面减小，脱模力减小，使得塑件容易顺利脱模；而且此阶梯曲面形状的分型面，使得整个塑件的排气间隙增加，容易排出型腔内的气体，防止成型不饱满等缺陷；而且分型面处产生的飞边在塑件的光滑面和腐蚀磨砂纹的分界处，容易去除且使得塑件外观无缺陷，整个塑件成型精度比拟高，模具结构也比拟简单。综上所述，分型面采用方案B，模具结构相对简单，脱模容易，塑件成型精度可靠，满足塑件分型线不明显，外观质量要求高，因此采用方案B。 图3.分型面形式以及位置 2.2.确定型腔数量及排列方式.型腔数量确实定当塑件分型

26、面确定后，就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模，型腔数确实定，主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关，该塑件生产批量为大批量生产，故可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到模具结构尺寸与塑件尺寸之间的关系，加之制造本钱和经济利益的因素，决定选用一模四腔的模具结构形式。.型腔排列形式A.型腔排列的一般原那么1 流动长度要适当，流道废料尽量少，浇口位置要适宜统一，进料要平衡，还要使型腔压力平衡；2 排位应保证流道、浇口套距定模型腔边缘有一定距离，以满足封胶要求；3 排位应满足模具结构等的空间要求；4 为了使模具到达较好的冷却效果，排位应注意螺钉、推杆对冷

27、却水孔的影响，预留冷却水孔的位置；5 排位要尽可能紧凑，以减小模具的外形尺寸，且长宽比例要适中，同时也要考虑注射机的要求。B. 型腔排列形式确实定主要跟注射机的最大注射量、额定锁模力、塑化速度、制品的精度要求、生产的经济性等因素有关,。一模多穴排位时，要考虑到进胶的平衡性，如果有行位应优先考虑朝X或Y 方向运动便于加工。产品之间没有流到时，可适当缩小产品之间的间距，最小间距可以做到50-100mm，假设有流到通过，那么间距做到100-150mm。综合考虑上述排列原那么及加工难度、经济性、效率、本钱等因素，又由于本设计选择的是一模四腔，故采用对称排列，如图4： 图 4 .型腔排列形式2.3.模具

28、结构形式确实定一般来说，大中型塑件和精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的模具结构，但对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，假设采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。由以上的分析可知，本模具为一模四腔对称排列结构，根据塑件结构形状，推出机构采用顶针的顶出形式，利用顶针固定板推动顶针，然后由顶针将塑件顶出模具，由于U盘塑件尾部有凹槽，强制脱模时顶针顶出有很大阻力，为了更好的脱模，在塑件内成型面加一个斜顶，U盘在顶出脱模时会沿着斜顶得斜面运动，从而使得脱模阻力减小。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且设在分型面上，无需侧向抽芯，因此，选用单分

29、型面注射模。图5.模具的结构形式3.注射机型号确实定 注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注塑模时应该详细了解注射机的技术标准，才能设计出符合要求的模具。 注射机规格确实定主要是根据塑件的大小及型腔数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模行程等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘假设用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对这些参数进行校核，倘假设不能满足要求，那么必须自己调整或与用户取得商量再进行调整。3.1.所需注射量的计算.

30、对塑件体积、质量的计算 对于该设计，用户提供了塑件的图样及尺寸，使用UG软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形体积，塑件体积 V1 cm3塑件质量 m1 =1.135g.浇注系统凝料体积的初步计算 可按塑件体积的0.6倍计算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料体积为： V2= 4V10.64 cm3.该模具一次注射所需塑料 体积 V0 = 4V1+V2 = 4+ cm3 质量 m0 = = 1.135 g3.2.注射机型号的选定近年来我国引进注射机型号很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注塑模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产

31、厂家提供的?注射机使用说明?上标明的技术参数。根据以上计算一次注射量的分析以及考虑到塑件品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小350 x300 x320mm等因素，参考设计手册初步选定型号为XSZY-250型卧式螺杆注射机，其主要技术参数见下表： XSZY-250型螺杆式注射机的主要技术参数序号主要技术参数工程参数数值1最大注射量/cm2502注射压力/MPa1303塑化能力g/s64拉杆间距448*3705锁模力/kN18006动、定模固定板尺寸/mmmm598*5205最大模具厚度/mm3506最小模具厚度/mm2007最大开模行程/mm5008喷嘴前端球面半径/mmSR

32、159喷嘴孔直径/mm310定位圈直径/mm12511顶出杆根数53.3.型腔数量及注射机有关工艺参数的校核型腔数量的校核1由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 上式右边574，符合要求。式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取； M注射机的额定塑化量g/s，该注射机用户提供为6g/s； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s进行校核； m1单个塑件的质量和体积g或cm3，取m1g 浇注系统塑料质量或体积g或cm3，取4 g 。2由注射机的最大注射量校核型腔数量 上式右边814，符合要求。式中 注射机允许的最大注射量g/cm3，该注射机为250g。其他符号意义与取值同前。3由注射机的额定锁模力

33、校核型腔数量当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生时模具分型面胀开的力。为了夹紧模具，保证注射过程顺利进行，注射机合模机构必须有足够的锁模力，锁模力必须大于胀开力。用公式表示为： F=p(nA+B)Fp式中， F 塑料熔体在分型面的胀开力，N； P 型腔压力，一般为注射压力的80%左右，通常取20-40MPa； n型腔数量； A-单个塑件在模具分型面上得投影面积，mm2； B-浇注系统在模具分型面上得投影面积，mm2； Fp-注射机的额定锁模力，N。式中左边=130*0.84*137.059+2099.646KN1800KN 符合要求。.注射机的工艺参数的校核1注射量校核注射量以容积表示 最大

34、注射容积为 250= cm3式中 -模具型腔和流道的最大容积cm3； V -指定型号与规格的注射机注射量容积cm3，该注射机为250cm3； -注射系数，取0.750.85，该处取0.85。每次注射的实际注射量容积应满足，而cm3, cm3 ,故符合要求。2锁模力的校核 在前面已经进行，符合要求。 3最大注射压力的校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力Pmax=130,应该大于注射成型所需用的注射压力,即 式中 平安系数，常取1.251.4。实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为5060。代值计算符合要求。. 安装尺寸的校核1喷嘴尺寸主流道的小端直径D大于注射机喷嘴d,通常为 D=d+

35、(0.51)mm在该注射机中d=3.0mm,在该模具中D=3.5mm,符合要求。主流道入口的凹球面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为 SR0SR+(12)mm在该注射机中SR=15mm,在该模具中SR0=16mm,符合要求。2定位圈尺寸 该模具中定位圈安装孔尺寸为60mm,定位圈尺寸为59.8mm，两者之间从呈较松动的间隙配合，符合要求。3最大与最小模具厚度参考我国塑料注塑模具模架国家标准，在2006年发布的?塑料注塑模模架技术条件?(GB/T12556-2006)和?塑料注塑模架?(GB/T12555-2006) ，前者适用于模板尺寸小于560mm900mm的模架；后者适用于模板尺

36、寸为630mm630mm至1250m1250mm的模架。本模具采用的型号为CI-3030-A90-B80-C100(GB/T12556-2006)的标准模架，模具的外形尺寸为320 mm350 mm，模具闭合高度H=320mm. 查资料得XSZY-250型注射机拉杆空间尺寸为448mm370mm,即动、定模模板最大安装尺寸为448mm370mm，允许模具的最小厚度Hmin=200mm,最大厚度Hmax=350mm，模具最大厚度和最小厚度是指注射机移动模板闭合后到达规定锁模力时，移动模板与固定模板之间所到达的最大和最小距离，这两者之差就是调模机构的调模行程，即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模模

37、板最大安装尺寸，该模具闭合高度及模具厚度H=125+80+115=320mm满足HminHHmax的安装条件，故该模具满足XSZY-250型螺杆式注射机的安装要求。. 开合模行程和推出机构的校核 1开合模行程校核注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，本模具为单分型面注射模具，XSZY-250型螺杆式注射机的最大开模行程与模厚有关，校核关系为 L=S+Hmax式中L注射机动模板的开模行程mm,取500mm, S移动模板行程mm,取55mmHmax模具最大厚度mm,其值为Hmax=125+80+115=320mm，上式右边320+55500mm，符合要求。2

38、推出机构校核该注射机推出行程为60mm,大于H1=55mm,符合要求。以上分析证明：XSZY-250型螺杆式注射机能满足要求，故可以采用。模架尺寸与注射机拉杆内间距校核该套模具模架的外形尺寸为320mm350mm,而注射机拉杆内间距为448mm370mm,这两个尺寸参数表示了模具安装面积的大小，模具模板尺寸必须在注射机模板尺寸以及拉杆间距尺寸规定范围之内，模板面积大约为注射机最大成形面积的4-10倍。因此符合要求。注：对于上面2)、3)、4)、5)的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的，局部数据参考后面模具设计尺寸，但为了行文整体形式与内容的统一，所以将此局部内容放在此处。4.浇注系统形式

39、和浇口的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑料质量影响很大，它的作用是：将塑料熔体均匀地送到每个型腔，并将注射压力有效地传送到型腔的每个部位，以获得形状完整、质量优良的塑件。它分为普通流道系统和热流道浇注系统。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置,浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量如外观，物理性能，尺寸精度都有直接的影响，设计时必须按如下原那么：1、型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。2、型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。3、系统流道应尽可能短，断面尺寸适当太小

40、那么压力及热量损失大，太大那么塑料消耗大：尽量减少弯折，外表粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。4、对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。4.1.主流道的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，

41、通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常用高碳工具钢制造并热处理淬硬。主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中,在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面。塑件外外表不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成圆锥形，锥度为2，过大会造成流速减慢，易成涡流，内外表的粗糙度为Ra0.8um,以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。.主流道尺寸主流道小端直径 D 注射机喷嘴直径1 30.51，取D=3.5mm主流道球面半径 为使熔融塑料完全进入主流道而

42、不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑,主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径SR121512，取SR016mm 球面配合高度 由于小端前面是球面，其深度为35mm。取h = 3mm。主流道长度由实际设计的模架结合该模具的结构，取L107mm主流道大端直径 半锥角为12 ，此模具设计中取1 ，=7.24mm浇口套总长L0=107+h=110mm.主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道局部常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口道，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢或高硬度模具钢等

43、，在此选择4Cr13,热处理硬度为50HRC55HRC,如图6所示。由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如图7所示。图6.浇口套结构尺寸示意图图7.定位圈结构尺寸示意图.主流道衬套的固定主流道衬套的固定形式如图8所示图8.主流道衬套的固定形式及位置 4.2.冷料穴的设计 .主流道冷料穴的设计注射机未注射塑料之前，喷嘴最前面的熔体塑料的温度较低，形成冷凝料头，为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量， 在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。由于该模具为梯形不规那么的分型面，冷料穴应该开在进料口的末端及动模板上，开模时，冷料穴

44、中的凝料及塑件同时被顶针和斜顶推出。该模具采用Z字变异形拉料杆的结构形式。它的作用是储存因两次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直径。为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往往是冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用。冷料穴位置示意图见图8。4.3.分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。1.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。2.分流道较长时，在分流

45、道的末端应开设冷料穴。对于此模来说在分流道上不须开设冷料穴。3.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。4.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。.分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有平衡式和非平衡式两种，此塑件模具中，为保证各型腔均衡送料和同时充满整个型腔，使各型腔的塑件力学性能根本一致 ，采用平衡均布式。见图9.分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道长度应尽量短，且少弯折，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。分流

46、道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。根据该模具的结构形式，由设计图中得该模具分流道的长度为单边为141mm，分流道总长度为L=141+281363mm。如图9。 图9.分流道的分布位置图10.分流道截面示意图和与浇口的过渡连接分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料的脱模，分流道大多设置在分型面上。工程设计中的截 面形状应尽量使其比外表积流道外表积与其体积之比尽量小，在温度较高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。常采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

47、截面的比外表积最小，但需开设在分型面的两侧，在制造时一定要注意模板上两局部形状对中吻合；梯形及U形截面分流道加工较易，且热量损失与压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工，其外表积比梯形和U形截面分流道略大，在设计中也有采用；矩形截面分流道因其比外表积较大，且流动阻力也大，故在设计中不常采用。为方便模具分流道的加工，开设半圆形分流道最好，其半径为mm。但在加工和安装时应注意两个半圆的同心度和最大错位距离。分流道的外表粗糙度，这样外表稍有不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。防止熔流外表滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处Ra。4.4.浇口的设计浇口是连接流道与型腔之

48、间的一段细短通道，它是浇注系统中截面尺寸最小且长度最短的局部，是浇注系统的关键部位。其作用表现为：由于塑料熔体为非牛顿液体，通过浇口时剪切速率增加，同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高、黏度降低，从而提高了塑料的流动性，有利于充型。同时在注射过程中，塑料充型后在浇口处及时凝固，防止熔体的倒流，成形后也便于塑件与整个浇注系统的别离。但是浇口的尺寸过小会使压力损失增大，冷凝加快，补缩困难。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口截面积通常为分流道截面积的0.07倍0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。浇口

49、类型及位置确实定 该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，在U盘底部光滑面与磨砂纹路分界面处设置侧浇口比拟适宜。侧浇口开设在分型面上，从型腔塑件外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能很方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又成为标准浇口。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择进料位置，因此它是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。浇口结构尺寸的经验计算1侧浇口各数据的经验取值参照其它同种塑料的其他塑件产品的模具的浇口经验值初步确定侧浇口各尺寸： 高度 长度 宽度 其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改良。4.5

50、.浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。4.6.浇注系统凝料体积的计算主流道凝料的体积计算分流道凝料体积计算浇口凝料体积计算很小，可取为0。浇注系统凝料体积5、成型零件的结构设计和计算 塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果因刚度缺乏而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。5.1.确定塑件尺寸公差此塑件公差等级按照MT3精度

51、，查询表格得知U盘塑件尺寸公差如下： 5.2.型腔型芯各尺寸的计算所谓工作尺寸是零件上直接用来成型塑件局部尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。本局部计算公式均参照参考文献1第253258页.型腔的工作尺寸的计算图11.型腔结构尺寸示意图 公式6.5式中 模具成型零件在常温下的实际尺寸； 塑件的计算收缩率，由查阅ABS塑件的收缩率经验曲线可知，此塑件的平均收缩率为%； 塑件在常温下的实际尺寸； 修正系数，由于实际应用中影响模具磨损的因素复杂多变，一般不考虑此处修正，所以X取0； z 此塑件选用IT7级，参考表1。模具成形零件的制造公差，它直接影响塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，那么塑件的精度也高

52、。模具设计时，成形零件的制造公差z 可选为塑件公差的1/3-1/14，或选IT7级左右公差精度，外表粗糙度Ra为0.8-0.4um。表1. 模具成形零件制造公差值 型腔采用整体嵌入式凹模，放在定模板一侧，主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修和方便加工制造等方面考虑。型腔工作尺寸LM1 H1 LM1H10.012=(1+0.005)*2=型芯径向尺寸的计算图12.型芯结构尺寸示意图型芯结构设计也应用组合式，可节省贵重模具钢，减少加工工作量。成型塑件内壁的大型芯装在动模板上。型芯工作尺寸lM1 h1lM1h1226、模架确实定和标准件的选用 以上内容计算确定之后，便可根据计算

53、结果选定模架。在学校做设计时，模架局部可参照各模板标准尺寸来绘图；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格及标准代号，这样能大大缩短模具制造的周期，提高企业经济效益。 模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的刚度或强度的计算，以校核所选模架是否适当，尤其对大型模具，这一点尤为重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用CI-3030-A90-B80-C100(GB/T12556-2006)此种较适宜的标准模架，自主设计各成型零件结构和尺寸，并选用局部标准零部件和参数。 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外外表尽量不要有凸出局

54、部；模具外外表应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便的分开两块模板。6.1.定模座板300mm350mm、厚25mm定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为2Cr13。通过4个M14的内六角圆柱螺钉与定模板连接；定位圈通过2个M4的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为间隙配合。6.2.定模板300mm300mm、厚90mm用于固定型腔和导套、浇口套等。定模板应有一定的厚度和足够的强度，一般用2Cr13制成。最好调制处理35HRC40HRC。6.3.动模板300mm300mm、厚80mm用于固定型芯和斜顶等。固定板应有一定的厚度和足够的强度，一般

55、用2Cr13制成。最好调制处理35HRC40HRC。6.4.动模座板300mm350mm、厚25mm动模应具有较高的平行度和硬度。动模座板由于支撑和固定垫块和动模板，材料为2Cr13，其上的注射机顶杆孔为25mm。6.5.垫块300mm58mm、厚100mm.主要作用 在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。结构形式和材料 可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。垫块材料为2Cr13，也可以用HT200、球墨铸铁等。该模具用2Cr13制造。垫块的高度校核符合要求。式中 推板的厚度，为20mm；推板固定板的厚度，为25mm； 推出

56、行程，为55mm；6.6.顶针板180mm300mm，厚25mm和顶针固定板180mm300mm，厚20mm顶针板和顶针固定板均为2Cr13。其上的中托司导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用4个M10的内六角圆柱螺钉将顶针板与顶针固定固定板固定。顶针板其上的导柱孔与顶针固定板上导套采用H7/f9配合。7、合模导向机构的设计当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。假设需采用精密导向定位装置时，那么需设计人员根据模具结构进行具体设计。7.1.导向机构的总体设计 导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保

57、证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。该模具采用4根导柱，为不使在装配和维修时出错，在均匀分布的根底上把其中一根导柱偏移2mm。该模具导柱安装在动模板上，后面有垫块支撑，导套安装在定模板上，后面有定模座板支撑。为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。在合模时，应保证导向零件先接触，防止凸模先进入型腔，导致模具损坏。动定模板采用合并加工，可保证同轴度要求。7.2.导柱设计该模具采用带头导柱，不加油槽，如图13所示。 7.2.2为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形先导局部。 导柱的直径应根据模具尺寸来确定，

58、应保证具有足够的抗弯强度该模具导柱参照所选模架可知为20和30。 导柱的安装形式，导柱固定局部与模板按H7/k6的过渡配合，导柱滑动局部按H7/g7或H8/g7的间隙配合。 。导柱应具有坚硬耐磨的外表、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、外表淬火、低温回火，硬度为50HRC以上，此处先用40Cr。 7.3.导套的设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精密的圆套形零件。导套常用的结构有两种形式：直导套1984、带头导套 1984。.结构形式分别采用带头导套T型，如

59、图14所示。.导套的端面应倒圆角，导套孔最好做成通孔，有利于排出孔内剩余空气。.导套孔的滑动局部按H8/g7或H7/g。导套外径与模板一端采用H7/k6的过渡配合。.导套材料可用淬火钢或含油铜青铜合金等耐磨材料制成，该模具中采用含油铜。淬火硬度50HRC以上。8、脱模推出机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的型腔中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。8.1.脱模推出机构的设计原那么 塑件推出顶出是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可无视的。在设计推出脱模机构时应遵循以下原那么。推出机构应尽量设在动模

60、一侧。推杆应设在脱模阻力大的地方。推杆应均匀布置。保证塑件不因推出而变形损坏。机构简单、动作可靠。良好的塑件外观。7合模时准确复位。8.2.塑件推出的根本方式推杆顶针推出 推杆是一种根本的、也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形、阶梯形。推件板推出 对于轮廓封闭且周长较长的塑件，采用推件板推出机构。推件板推出局部的形状根据塑件的形状而定。气压推出对于大型深型腔塑件，经常采用或辅助采用气压推出方式。本套模具的推出机构形式简单，全部采用推杆顶针推出。8.3.塑件的推出机构1.带肩的阶梯形顶针和斜顶，如图15所示。每个塑件由4根顶针推杆和一根斜顶推出，总共16根顶针推杆和4根斜顶。图15.