三通管注塑模具设计资料讲解

Goodisgood,butbettercarriesit.

精益求精，善益求善。

三通管注塑模具设计

三通管注塑模具设计

作者

赵大

指导教师

李梅

摘要：三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛。本文主要介绍了三通管注塑模具的设计过程。本设计通过对塑件的工艺分析，确定其主要成型工艺参数，设计了三通管注塑模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型和抽芯机构、脱模机构、分型面、冷却系统及排气系统等，并对所选用的注塑机参数进行了校核，最后绘制出模具的装配总图，完成本文的编写。该注塑模具为双分型面结构，一模一腔，采用滚轮式滑板侧向抽芯机构，利用推杆将塑件脱出，结构合理，运行可靠。整个设计过程不仅使用了传统的设计方法，还运用了CAD、PRO/E等技术，大大提高了设计的效率。本次设计能加强对注塑模具成型原理的理解，同时锻炼了注塑模具设计和制造能力。

关键词：三通管注塑模具侧抽芯

Three-wayPipeInjectionMoldDesign

Abstract：Thethree-waypipeasaconnectionindailylifeisusedwidely.Thispaperintroducestheprocessofthethree-waypipeinjectionmolddesign.Throughtotheanalysisofthetechnologyofplasticparts,determineitsmainmoldingprocessparameters,thedesignofinjectionmouldthree-waypipeeachofthesystem,suchasgatingsystem,orientationandthepositionoftheinstitutions,sidepartingandcore-pullingmechanism,ejectionmechanism,thepartingsurface,coolingsystemsandexhaustslot.Andcheckedtheselectedinjectionmoldingmachineparameters,finallydrawmoldassemblydrawing,completesthepreparation.Thisinjectionmoldistwojointsurfacesstructure,dyingstructureadoptedonemoduleonecavity,usedthesidecore-pullingmechanismofa

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rollertype

slide,usingthepushrodplasticpartsprolapse,itisareasonablestructure,reliableoperation.Thewholedesignprocessnotonlyusingtraditionaldesignmethod,stilluseoftheCAD,PRO/Eandothertechnologygreatlyimprovingthedesignefficiency.Thedesignofinjectionmouldcanstrengthentheunderstandingofformingprinciple,whileexercisingtheinjectionmoldingmoulddesignandmanufacturingability.

Keywords：Thethree-waypipeinjectionmoldsidecore-pulling

目录

TOC\o"1-3"\h\z\u

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第1章 绪论

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1

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1.1 塑料成型在塑料工业中的地位

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1

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1.2 塑料成型模具的重要性

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1

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1.3 塑料成型技术的发展方向

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1

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第2章 塑件工艺分析

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3

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2.1 塑件图

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3

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2.2 塑件原材料分析

PAGEREF_Toc326564691\h

3

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2.3 塑件形状分析

PAGEREF_Toc326564692\h

3

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第3章 注塑工艺设计

PAGEREF_Toc326564693\h

4

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3.1 工艺参数的计算

PAGEREF_Toc326564694\h

4

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3.1.1 塑件的体积和质量的计算

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4

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3.1.2 注塑机的选择

PAGEREF_Toc326564696\h

4

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3.2 塑件注塑成型工艺参数

PAGEREF_Toc326564697\h

5

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第4章 注塑模具总体设计

PAGEREF_Toc326564698\h

6

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4.1 注射模浇注系统设计

PAGEREF_Toc326564699\h

6

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4.1.1 主流道的设计

PAGEREF_Toc326564700\h

6

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4.1.2 分流道的设计

PAGEREF_Toc326564701\h

7

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4.1.3 冷料穴的设计

PAGEREF_Toc326564702\h

8

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4.1.4 浇口的设计

PAGEREF_Toc326564703\h

8

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4.2 分型面的设计

PAGEREF_Toc326564704\h

9

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4.3 排气系统的设计

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9

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4.4 成型零部件设计

PAGEREF_Toc326564706\h

9

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4.4.1 成型零部件的结构设计

PAGEREF_Toc326564707\h

10

HYPERLINK\l"_Toc326564708"

4.4.2 成型零部件工作尺寸的计算

PAGEREF_Toc326564708\h

11

HYPERLINK\l"_Toc326564709"

4.4.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算

PAGEREF_Toc326564709\h

13

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4.5 模架的选择

PAGEREF_Toc326564710\h

13

HYPERLINK\l"_Toc326564711"

4.6 导向及脱模机构设计

PAGEREF_Toc326564711\h

13

HYPERLINK\l"_Toc326564712"

4.6.1 导向机构设计

PAGEREF_Toc326564712\h

13

HYPERLINK\l"_Toc326564713"

4.6.2 脱模机构设计

PAGEREF_Toc326564713\h

15

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第5章 模具侧向分型与抽芯机构设计

PAGEREF_Toc326564714\h

18

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5.1 侧向分型与抽芯机构的分类

PAGEREF_Toc326564715\h

18

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5.2 侧向分型与抽芯机构的确定

PAGEREF_Toc326564716\h

18

HYPERLINK\l"_Toc326564717"

5.3 抽芯距和抽芯力的计算

PAGEREF_Toc326564717\h

18

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第6章 温度调节系统的设计

PAGEREF_Toc326564718\h

19

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6.1 温度调节系统的重要性

PAGEREF_Toc326564719\h

19

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6.2 温度调节系统的设计计算

PAGEREF_Toc326564720\h

19

HYPERLINK\l"_Toc326564721"

6.3 模具加热装置设计

PAGEREF_Toc326564721\h

20

HYPERLINK\l"_Toc326564722"

第7章 注塑机的校核

PAGEREF_Toc326564722\h

21

HYPERLINK\l"_Toc326564723"

7.1 注射量校核

PAGEREF_Toc326564723\h

21

HYPERLINK\l"_Toc326564724"

7.2 锁模力的校核

PAGEREF_Toc326564724\h

21

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7.3 开模行程的校核

PAGEREF_Toc326564725\h

22

HYPERLINK\l"_Toc326564726"

7.4 模具厚度的校核

PAGEREF_Toc326564726\h

22

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第8章 模具装配总图

PAGEREF_Toc326564727\h

23

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致谢

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25

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参考文献

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26

绪论

塑料成型在塑料工业中的地位

塑料工业包含塑料生产和塑料制品生产两大部分。没有塑料生产，就没有塑料制品的生产；而没有塑料制品生产，塑料就不可能变成产品或生活资料。两者是一种密切的、相互依存的关系。

塑料制品生产主要由成型、机械加工、修饰和装配4个生产过程组成。有些塑料在成型之前需要经过一系列预处理，如预热、预压、干燥等，因此，塑料制品生产的完整生产过程为：预处理—成型—机械加工—修饰—装配。这个生产过程的顺序不能颠倒，否则会影响塑料制品质量。在五个基本生产过程中，塑料的成型是最为重要的，是一切塑料制品和塑料生产的必经过程。而其他四个生产过程是根据塑料制品的要求而定，不是每个制品都需要经过这四个生产过程。塑料成型过程称为一次加工，最为重要，必不可少，而其他几个过程统称为二次加工，视要求取舍，处于次要地位。因此，可以说塑料的成型在塑料制品生产乃至塑料工业中占有重要地位。

塑料成型模具的重要性

塑料模具是指利用其本身特定的密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。塑料成型的方法有很多种，但不管哪一种成型方法都离不开模具。塑料成型模具是塑料模塑成型过程中最关键的工艺装备。这是因为在现代塑料制品生产过程中，影响塑料制品生产的三大重要因素是：正确的加工工艺、高效的设备和先进的模具，而塑料模具对塑料塑模工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极为重要的作用，高效率全自动的设备只有配备了适合自动化生产的塑料模具才可能发挥其效能；产品的更新换代也是以模具的制造和更新为前提的，可以说模具就是产品的质量，模具就是经济效益。目前，对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，因而对塑料模的要求也越来越迫切。

塑料成型技术的发展方向

为了使各种性能优良的塑料制品在国民经济的各个领域中进一步得到应用，必须在发展塑料生产的同时，努力发展塑料成型工业，研究塑料加工新技术。

因此，塑料成型技术的发展方向为：

（1）塑料成型理论的研究和成型工艺的革新

模具设计已逐步向理论设计方面发展，目前为止，挤出成型的流动理论和数学模型已经建立，并在生产得到应用。注射成型的流动理论尚在进行研究，完善和发展塑料成型理论，以便更好的指导实际生产，改进或采用先进的生产工艺以提高塑料产品的质量和生产效率。

（2）模具的标准化与专业化

模具的标准化是降低模具成本，缩短模具的制造周期最有效的途径，各个工业化国家对模具的标准化和专业化都十分的重视，美国和日本模具标准化程度达80%，而我国的模具标准化只有40%，模具专业化程度美国和日本分别为90%和70%，而我国仅有30%[1]。可见我国的模具标准化和专业化水平人较低，因此需制定一系列的国家标准，逐步形成专业的规模生产，加速模具的标准化和专业化。

（3）模具制造先进设备及先进工艺

开发高效、精密、数控、自动化的模具加工设备，如数控铣床、仿形铣床、各种加工中心、坐标磨床、各种数控电加工机床等，以提高塑料模具的加工精度和缩短周期；开发经济快速模具，适应多品种、少批量的生产方式；选用优质材料和先进的表面处理技术提高模具的寿命和质量。

（4）计算机辅助设计和计算机辅助制造模具技术

目前CAD/CAM技术已经发展的比较成熟，积极推广塑料模具CAD/CAM的技术的研究和开发，在模具的生产过程中加以合理的利用，有助于注射产品开发、模具设计到数控加工数据的生成，并准确的预测成型工艺和模具的结构等有关参数，提高了模具生产的效率，是塑料成型技术发展的未来趋势。

塑件工艺分析

塑件图

图2.1为本次设计的塑件图。

图2.1塑件图

材料：ABS

批量：中小批量

壁厚：4mm

塑件原材料分析

塑件材料选用的是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），它是在聚苯乙烯改性基础上发展起来的介于通用塑料和工程塑料之间的一种热塑性塑料。ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有较好的光泽。ABS的吸水率低,尺寸稳定性好，拉伸强度不高，但抗冲击性能好，有一定的硬度，耐磨性好。ABS的缺点是可燃，耐热性低，属易燃聚合物，燃烧后火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。ABS的密度为1.02～1.05g/cm3,弹性模量为1.4×103Mpa，成型收缩率为0.3%～0.8%，泊松比为0.35。

塑件形状分析

三通管接头如图2.1所示，

SKIPIF1<0

mm直型管长72mm，且两端有M36mm的外螺纹，在直型管的中间有一个

SKIPIF1<0

mm的垂直接管与其连接，接管另一端也有M36mm的外螺纹。该零件材料为ABS，表面要求光滑，不允许有飞边、凹痕等缺陷，故采用三向侧抽芯。

注塑工艺设计

工艺参数的计算

塑件的体积和质量的计算

根据塑件图的尺寸，假设塑件是实体，计算出它的体积，再减去空心部分的体积，有：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

在PRO/E软件中，画出塑件的三维实体图后，可以利用软件分析得出塑件的体积和质量与计算结果进行比较，验证计算结果正确，故塑件的体积

SKIPIF1<0

，取塑件材料的密度为1.05g/cm3，则塑件的质量G=39.5g。

注塑机的选择

注塑机又称注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式注塑机、卧式注塑机、角式注塑机。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。

塑件在分型面上的投影面积：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

生产实践表明：应使塑料制品的用料量之和为其的公称注射量的25%~75%，最低不得低于10%，则有：

SKIPIF1<0

cm3

SKIPIF1<0

cm3

故注塑机的公称注射量可在60cm3、125cm3、250cm3中选择，初选公称注射量为125cm3。

查相关资料，可知ABS塑料的成型压力在70MPa~90MPa，选用90MPa，则所需注塑机的锁模力为：

SKIPIF1<0

=

SKIPIF1<0

N

由于塑件结构比较复杂，采用一模一腔的结构，通过分析上述计算的结果，再查阅国产热塑性塑料注塑机规格后，初步选用注塑机型号为XS-ZY125型注塑机，其主要参数如表3.1所示。

表3.1XS-ZY125型注塑机主要参数

螺杆直径

42mm

最大理论注射量

125cm

SKIPIF1<0

注射压力

119MPa

注射时间

1.6s

注射行程

115mm

最小模具厚度

200mm

最大模具厚度

300mm

合模力

90t

模板行程

300mm

拉杆空间距离

260

SKIPIF1<0

290mm

喷嘴球面半径

12mm

喷嘴直径

4mm

注射方式

螺杆式

合模方式

肘杆

塑件注塑成型工艺参数

查阅参考资料《塑料模具设计》第234页表A3，可得ABS塑料的注射工艺参数如下：

预热干燥：温度100-110℃时间0.5-1.0h

料筒温度：前部150-170℃中部170-190℃后部180-200℃

喷嘴温度：170-180℃

模具温度：50-70℃

注塑压力：70-90MPa

保压压力：50-70MPa

注射时间：2-5s

保压时间：10-15s

冷却时间：15-30s

总周期：30-60s

后期处理：设备红外线烘箱温度70℃时间0.5-1h

注塑模具总体设计

注塑模具的总体设计是注塑模具设计的主要内容，此部分内容包括浇注系统的设计，分型面和排气系统的设计，成型零部件的设计，导向机构的设计，脱模机构的设计等。

注射模浇注系统设计

浇注系统是指熔体从喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的管道。浇注系统与模具结构、充填过程、塑件质量和生产效率等诸多因素有关，是注塑模设计的一个关键环节。它的设计合理与否，直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模具型腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求塑料熔体充模过程快而有序，压力损失小、热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与制品分离或切除。

无论用于何种类型的注塑机模具，其浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。

主流道的设计

主流道指由注射机喷嘴出口起到分流道入口为止的一断流道。它使塑料熔体首要经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一条轴线。主流道设计成圆锥形，以方便熔体流动和凝料的拔出。

图4.1主流道

主流道的主要尺寸（图4.1）设计如下：

锥角

SKIPIF1<0

，取

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

；

表面粗糙度

SKIPIF1<0

,取

SKIPIF1<0

；

主流道小端直径d=喷嘴直径+（0.5~1）mm，取d=4+1=5mm；

主流道球面半径SR=喷嘴球面半径+（1~2）mm，取SR=12+2=14mm；

球面配合高度h=3~5mm，取4mm；

主流道长度L<65mm，取48mm；

主流道道大端直径

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

mm。

因主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及塑料熔体要冷热交替反复接触，容易磨损，对材料要求较高，所以模具的主流道部分设计成可拆卸更换的主流道衬套（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理，提高零件寿命。主流道衬套上加一定位圈，定位圈的外径按注塑机的定位孔直径确定，由M6～M8的螺钉固定在定模固定板上。

分流道的设计

分流道指主流道末端至浇口之间的流动通道，分流道的作用是使熔体过渡和转向。单型腔模具中分流道是为了缩短流程；多型腔模具中分流道是为了分配物料，通常有一级分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。

常用的分流道截面的形状一般分圆形、半圆形、矩形、梯形、正六边形、正方形和U形等。综合塑件的结构、所用材料的流动性、成型工艺条件及模具加工工艺等因素，本设计选用梯形截面分流道(图4.2)。梯形截面的大底宽度B和高度H可以通过经验公式求得[1]。

SKIPIF1<0

式中：M——塑件的质量，g；

L——分流道的长度，mm；

K——粘度调节系数，一般情况下，K=1。

SKIPIF1<0

图4.2分流道截面形状

图4.3分流道的布置形式

分流道的布置形式与型腔布局、加工工艺和凝料脱模等因素有关，综合个方面因素后，将分流道布置形式设计为图4.3所示形式。

冷料穴的设计

冷料穴通常设置在主流道和分流道转弯处的末端，其作用为容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料进入型腔。冷料穴也经常起拉钩凝料的作用。

冷料穴主要有以下几类：

（1）底部带有推料杆的冷料穴这类冷料穴的底部有一根推杆，推杆装于推杆固定板上。它常与推杆或推杆脱模机构连用但仅适用于韧性塑料。

（2）底部带有拉料杆的冷料穴这类冷料穴的底部有一根拉料杆，装于型芯固定板上，常见结构有球头型，菌头型，倒锥头型，圆锥头型。

（3）底部无杆的冷料穴对具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右两半模的中心线上，当开模时分型面左右分开，塑件与流道凝料一起去除，冷料穴底部不用设置杆件。

本设计选用球头型底部无杆冷料穴（图4.4），其直径稍大于主流道的直径，长度约为主流道大端直径。

图4.5浇口的位置

图4.4冷料穴

浇口的设计

浇口指分流道末端与模腔入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序的填满型腔，且对补缩具有控制作用。

浇口的设计或选择恰当与否，直接关系到制品能否被完好的注射成型，浇口的种类包括有直浇口、侧浇口、扇形浇口，环形浇口、点浇口、潜伏浇口和护耳交口等。

浇口位置与数目对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则：

①避免塑件上产生缺陷；

②浇口应开设在塑件截面最后处；

③有利于塑料熔体流动；

=4\*GB3

④

有利于型腔排气；

⑤考虑塑件受力状况；

⑥增加熔接痕牢度。

本设计选用点交口，从三个点同时进料缩短流程，加快进料速度，浇口的疤痕较小，且易达到浇注系统的平衡。浇口的位置设在成型凹模内（图4.5），这样脱模取出冷凝料后，痕迹留在内壁，不会影响塑件的质量。

分型面的设计

在注塑模中，用于去除塑件和浇注系统凝料的面，通称分型面。常见的取出塑件的主分型面，与开模方向垂直。在模具的设计过程中，分型面的选择很关键，它不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且决定了模具结构和成本。所以分型面的选择通常有以下原则：

（1）分型面的选择有利于脱模；

（2）分型面的选择应尽量将塑件留在动模一侧；

（3）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求；

（4）分型面应有利于侧向抽芯；

（5）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。本设计选用平面以适应塑件成型的需要和满足塑件质量要求，使型心留在定模一侧。选择塑件直通部分的轴线所在面为分型面，可以减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异，还有利于排气和防止溢流。

排气系统的设计

当塑料熔体注入模腔时，需排除模具内的空气及塑料熔体中挥发的气体，若模具排气不良，型腔内气体受压后会产生很大的压力，阻碍塑料熔体快速的充模，同时气体压缩，产生高温，烧焦塑料，影响塑件的质量，因此注塑模具还需要设计排气系统。

一般的排气方式有以下几种：

（1）加设排气槽排气对于大中型模具，通常在凹模上开设排气槽，排气槽一般位于熔体流动末端；

（2）分型面排气对于小型模具，可以利用分型面进行排气，但分型面需位于熔体流动末端；

（3）利用型芯、顶杆等配合间隙排气

本设计不另设排气槽，利用型芯、顶杆等配合间隙来排气。

成型零部件设计

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零部件称为成型零部件，主要包括凹模、凸模、凸凹模、型芯、镶块、成型杆、成型环等。成型零部件工作时直接与塑料接触，承受一定温度塑料熔体的冲击和摩擦。成型零部件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量，且成型零部件的结构、材料、热处理的选择及加工工艺，是影响模具工作寿命的主要因素。

成型零部件的结构设计

（1）凹模型腔

凹模是成型塑件外表面的主要零件，因为塑件关于分型面对称，所以本设计凹模采用两块相同的镶块拼接合成整个凹模型腔（图4.6）。

图4.6凹模板

（2）型芯

凸模和型芯是成型塑件内表面的主要零件，本设计中塑件对称性好，结构简单，只需三个大型芯，不必再设小型芯，其型芯设计成图4.7所示结构。

图4.7型芯

型芯的布置形式如图4.8所示.

图4.8型芯的布置

成型零部件工作尺寸的计算

成型零部件的工作尺寸是指模具凹模和凸模直接构成的塑件的尺寸。凹模和凸模的工作尺寸精度直接影响着塑件的尺寸精度。

影响工作尺寸的因素主要有：

（1）塑件收缩率的影响；

（2）模具成型零部件的制造误差；

（3）模具成型零部件使用过程中的磨损；

（4）模具安装配合的误差。

成型零部件的工作尺寸主要有型腔、型芯的径向尺寸、深度尺寸、中心距等。

塑件材料平均收缩率：

SKIPIF1<0

使用过程中的平均磨损量：

SKIPIF1<0

模具型腔零件制作公差：

SKIPIF1<0

，因塑件图未标注尺寸公差，根据塑件精度等级选用标准（SJ1372-1978），选择精度等级为4级。

（1）凹模的工作尺寸计算：

①凹模型腔的径向尺寸：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

②凹模型腔的深度尺寸：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

（2）型芯的工作尺寸计算：

①型芯的径向尺寸：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

②型芯的高度尺寸：

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SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

（3）螺纹型环工作尺寸计算：

查《机械设计手册》，取螺距为3，则M36的螺纹的大径

SKIPIF1<0

；中径

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；小径

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；中径公差

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。

螺纹型环大径：

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

螺纹型环中径：

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SKIPIF1<0

螺纹型环小径：

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SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

模具型腔侧壁和底板厚度的计算

由于注塑成型受温度、压力、塑料特性以及塑件形状复杂程度等多方面因素影响，所以在注塑模具设计工程中，模具型腔侧壁和底板厚度一般采用经验公式计算确定。

型腔侧壁厚度：

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SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

mm

底板厚度：

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SKIPIF1<0

SKIPIF1<0

mm

模架的选择

根据之前的分析计算和型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格，查阅资料《塑料模具技术手册》，由于制品形状及设计结构原因，所以选用标准模架，其主要参数如下：

定模座板厚度：32mmA板厚度：25mm

B板厚度：25mm动模板厚度：50mm

模脚厚度：80mm动模座板厚度：32mm

模具厚度H=32+25+25+50+80+32=244mm

模架外形尺寸：355mm×400mm×250mm

导向及脱模机构设计

导向机构设计

为了保证模具准确的合模和开模，在注塑模具中必须设计导向机构。导向机构的作用是导向、定位及承受一定的侧向压力。

合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。本设计只需设计导柱导向机构。

导柱导向机构的主要零件为导柱和导套，分别安装在动定模两边。导柱有两种结构：一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，称为带头导柱；另一种是除安装部分的凸肩外，安装的配合部分直径比外伸的工作部分直径大，称为有肩导柱。本设计采用带头导柱，其结构如图4.9所示。

图4.9带头导柱

本设计选用

SKIPIF1<0

的导柱，根据GB4169.4－84，采用f7级公差。查《塑料模具技术手册》表9－6，可得：

图4.9中

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mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm。

导套也有两种结构：一是直导套，主要用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；二是带头导套，用于精度较高的场合，导套固定孔便于与导柱固定孔同时加工。本设计采用带头导套，其结构如图4.10所示。

图4.10带头导套

查《塑料模具技术手册》表9－6，可得：

图4.10中

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mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm。

脱模机构设计

塑件成型以后，使塑件及浇注系统冷凝料从凹模和凸模上脱出的机构称为脱模机构，也称推出机构。脱模机构的设计直接影响着塑件的质量，是注塑模设计的重要环节之一。

（1）脱模机构的选择

脱模机构主要由推出零件、导向零件和复位零件三大部分组成。在脱模机构中，凡是直接与塑件接触的、并将塑件推出凹模或型芯的部件称为推出零件，常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。本设计模具型腔比较简单，故选用简单的推杆脱模机构即可。

推杆选用A型圆截面推杆，其形状如图4.11所示。

由模具结构可以确定推杆长度为160mm，推杆的直径为：

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式中：

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——推杆直径，mm；

SKIPIF1<0

——安全系数，通常取

SKIPIF1<0

；

SKIPIF1<0

——推杆长度，mm；

SKIPIF1<0

——脱模力，N；

SKIPIF1<0

——推杆根数；

SKIPIF1<0

——推杆材料弹性模量，Mpa，一般取

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=2.1×105Mpa。

图4.11A型推杆

将之前的相关计算数据代入上式有：

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=5.77mm

查参考资料5中《塑料模的标准化》表9－3，根据GB4169.91－84，取推杆的相关尺寸

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mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm，

SKIPIF1<0

mm。

（2）脱模力的计算

注塑成型后，塑件在模具内冷却定型，体积收缩，对型芯产生包紧力，故要对脱模力进行计算：

由于塑件的壁厚与内径比为

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，零件属于厚壁制件，所需脱模力为[5]：

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式中：

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——脱模力，N；

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——随f和

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而变化的无因次系数，查参考资料5表3-30，取值为1；

SKIPIF1<0

——随

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和

SKIPIF1<0

而变化的无因次系数，查参考资料5表3-31，其值为1；

SKIPIF1<0

——型芯大小端的半径，mm；

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——塑料抗拉弹性模量，MPa；

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——塑料制品的平均收缩率，%；

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——塑料对型芯的包容长度，mm；

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——模具型芯的脱模斜度；

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——塑料与型芯的摩擦系数；

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——塑料的泊松比。

查相关资料得：ABS的拉伸弹性模量

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=1.4×

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MPa，成型收缩率

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=0.3%～0.8%，塑料与型芯的摩擦系数

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=0.4，泊松比

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=0.35。另模具型芯的脱模斜度

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=1.5°，塑料对型芯的包容长度

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=36mm，型芯大小端的半径

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=20mm，代入上式有：

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SKIPIF1<0

N

（3）推杆的位置布置

合理的推杆位置，塑件脱模时才不会产生变形和顶坏。推杆位置布置原则为：

①推杆应设在脱模阻力大的位置；

②推杆应设在塑件轻度刚度较大处；

③推杆的分布应当均匀。

综合考虑各方面因素，本设计将推杆的位置布置在离中心线100mm处，三根推杆成正三角形分布。

（4）脱模机构的复位

为了保证塑件推出后合模能回到原来位置，则需设计复位部件。本设计中推杆和侧型芯在合模时会发生干涉，所以采用弹簧式先复位机构，使推出机构在合模前先复位，确保模具

合模动作顺利进行。如图4.12所示，设置4个弹簧，弹簧安装在复位杆上，并均匀的分布在推杆固定板的四周，以便推杆固定板受均匀的弹力，使推杆顺利复位。

图4.12弹簧式先复位机构

1—复位杆；2—上模板；3—垫块；4—弹簧；5—固定板；6—推板

模具侧向分型与抽芯机构设计

当制品侧壁上带有与开模方向不同的侧孔或凹槽等阻碍制品成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或凹槽的零件做成活动的，该零件称为侧型芯。在制品脱模前必须抽出侧型芯，然后才可以从模具中脱出制品，完成侧型芯的抽出与复位的机构称为侧向抽芯机构。

侧向分型与抽芯机构的分类

根据动力来源不同，侧向分型与抽芯机构可分为机动侧向分型与抽芯机构、液压或气动侧向分型与抽芯机构和手动侧向分型与抽芯机构等三大类型。

根据其结构又可分为斜导柱侧向分型与抽芯机构、弯销侧向分型与抽芯机构、斜导槽侧向分型与抽芯机构、斜滑块侧向分型与抽芯机构、齿轮齿条侧向抽芯机构等。

侧向分型与抽芯机构的确定

本设计采用滚轮式滑板侧向抽芯机构（图5.1），滚动轴承2与滑板1相配合摩擦阻力较小。开模时，三对滚动轴承分别沿三对滑板滑动，通过轴3带动型芯4抽出完成侧抽芯。

图5.1滚轮式滑板侧向抽芯机构

1—滑板；2—滚动轴承；3—轴；4—型芯

抽芯距和抽芯力的计算

理论上侧向抽芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距，但一般情况下，为了安全，实际抽芯距比理论抽芯距大2~3mm。因此本在设计中实际的抽芯距

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mm。

本设计中侧型芯就是主型芯，故抽芯力等于脱模力，即：

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N。

温度调节系统的设计

在注塑成型过程中模具型腔内的温度是不断变化的。使模具温度升高的原因主要是塑料熔体带入的热量，还有塑料熔体充满型腔所消耗的机械能转化的热能，模具在得到热量的同时，也在向周围散发热量。若单位时间内，模具吸收的热量和散发的热量相平衡，则称模具热平衡。模具的温度调节系统就是把模具的热平衡温度调节到模具的最佳工作温度范围内。

温度调节系统的重要性

模具的温度对塑料熔体的流动、充型、塑件的形状和尺寸精度、塑件的质量、生产效率等都有重要的影响。注塑模中的温度调节系统将模具温度调节到最佳工作温度，使注塑成型具有良好的塑件质量和较高的生产效率。

温度调节系统的设计计算

（1）塑料传给模具的热量

单位质量的塑料传递给模具的热量

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可计算如下

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式中：

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——塑料的比热容，kJ/(kg·℃)；

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——塑料熔体进入模具时的温度，℃；

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——塑件脱模时的温度，℃；

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——结晶性塑料的熔化潜热，kJ/kg。

查阅相关资料，有：

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kJ/kg

（2）模具冷却时所需冷却介质的体积

计算公式为：

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式中：

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——单位时间内注入模具的塑料熔体质量，kg；

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——冷却介质密度，kg/m3；

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——冷却介质比热容，kJ/(kg·℃)；

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——冷却介质出口温度，℃；

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——冷却介质入口温度，℃。

查阅相关资料，有：

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m3/min

有上述计算可知，因模具冷却时所需冷却介质的体积很小，故无需另设冷却水道，模具在空气中自冷即可。

模具加热装置设计

因ABS要求的模温为50～70℃，不超过80℃，故无须设置加热装置。

注塑机的校核

注射量校核

一次注射行程的实际注射量为

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式中：

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——一个成型周期内所需注射的塑料体积，cm3；

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——型腔数量；

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——单个塑件的体积，cm3；

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——浇注系统所需的塑料体积，cm3。

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cm3

注射机最大注射容积

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注射机最小注射容积

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所以注射量选择合适。

锁模力的校核

高压塑料熔体刚充满模具型腔时会产生沿开模方向的胀模力，为了防止模具分型面被胀模力顶开而产生溢料现象，模具锁模力必须大于胀模力。

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式中：

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——注射机的锁模力，N；

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——压力损失系数，一般取0.2~0.4；

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——注射压力，Mpa；

SKIPIF1<0

——单个塑件在分型面上的投影，mm2；

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——浇注系统在分型面上的投影，mm2。

本设计中：

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锁模力大于胀模力，锁模力合适。

开模行程的校核

注塑机的开模行程指开、合