《某塑件的工艺探析及注射模具结构设计》11000字

某塑件的工艺分析及注射模具结构设计摘要首先，在传统模具设计的基础上，利用PTC公司开发的CREO5.0辅助设计软件完成产品实体模型的建立。然后，通过计算机辅助软件CAD/CAE的结合，通过学习AutodeskSimulationMoldflowSimulation分析软件进行虚拟成型实验，对注塑模的浇注系统、冷却系统、浇注温度、成型压力、流动保持压力等结果进行分析。可对注塑模具开发进行前期的验证和修模，从而在开发初期设计出满足要求的模具方法，改善模具结构设计数据，然后在PTC公司开发的CREO5.0软件进行产品的模具结构设计。这次的毕业设计重点是在于合理开发微型按摩器按摩头模具，分析模具设计的成型工艺方案，设计合理的浇注系统以及模具的型芯型腔，设置正确的模具收缩率，通过AutodeskSimulationMoldflow仿真分析软件，选择标准的注塑模架。然后使用AutodeskAutoCAD绘制微型按摩器按摩头注塑模的总装配图及零件图。关键词：注塑模，CREO5.0,Moldflow，注射成型目录前言 1第1章绪论 11.1塑料简介 11.2注塑模具现状及发展趋势 1第2章塑料材料分析 3第3章塑件的工艺分析 43.1塑件的结构设计 43.1.1脱模斜度 43.1.2塑件的壁厚 43.1.3塑件的圆角 43.2塑件尺寸及精度 53.3塑件表面粗糙度 53.4塑件的体积和质量 5第4章注塑成型工艺分析方案及模具结构的分析和确定 64.1注射成型工艺过程分析 64.2浇口种类的确定 64.2.1浇注系统的创建 74.2.2充填分析设置 74.2.3充填分析结果 74.2.4方案总结 104.3型腔数目的确定 104.4成型机的选择和校核 104.4.1注射量的校核 114.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 124.4.3模具与成型机安装模具部分相关尺寸校核 12第5章注射模具结构设计 135.1分型面的设计 135.2型腔的布局 135.3浇注系统的分析与设计 145.3.1浇注系统组成 145.3.2确定浇注系统的原则 145.3.3主浇道的设计 155.3.4分流道的设计 165.3.5浇口的设计 165.3.6冷料穴的设计 17第6章成型零件设计 186.1成型零部件的要求及选材 186.2成型零部件结构设计 186.2.1凹模的设计 186.2.2型芯设计 196.3成型零部件工作尺寸的计算 206.4排气结构设计 21第7章导向和脱模机构设计 227.1导向机构 227.1.1导向机构的作用 227.1.2导向机构的分类 227.2脱模机构 227.2.1脱模机构的选用原则 227.2.2脱模机构类型的选择 227.2.3推杆机构具体设计 23第8章模架和模具钢的选用 248.1模架及标准件的选用 248.2模具钢材的选用 25结论 26参考文献 28前言在生产生活中，小到塑料茶杯的生产，大到空调外壳的制造，都或多或少的涉及到模具工业。从模具工业发展的总体趋势上看不难发现当前整体模具工业则是以冲压模具、塑料模具为主体，它们几乎占据了模具工业的绝大部分市场份额。塑料制品在我国的应用也越来越广泛。注塑模具已经成为21世纪制造业中不可或缺的一部分。模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。现在的社会节奏飞快，使得人们更加重视自己的身心健康，更加注重生活质量。自2000年以来，人口越来越老龄化，很多人身体处于亚健康状态，这推动了按摩器具市场的发展。按摩器具的应用越来越广泛，它服务于各类群体，其中包括中老年人、上班族以及亚健康人群，这使得按摩器拥有广阔的市场和发展前景。而微型按摩器较传统按摩器相比，更加新颖、美观、更有创意，小巧且便于携带。微型按摩器随时随地都能使用，适用于全身的按摩，能有效消除疲痨，放松肌肉，促进血液循环，而且操作非常简单，适合任何年龄段的人使用。微型按摩器外壳一般是塑料制成，可以采用注塑的方式对其外壳进行模具设计。本课题《微型按摩器按摩头模具设计》的研究设计，运用moldflow对其进行模流分析，还可以提高产品质量。本课题的研究，巩固和提高了我们大学四年所学的注塑模具和加工工艺等方面的知识。在设计过程中，零件图和装配图的绘制巩固了我们机械制图、CAD及CREO的相关知识。而模具模架的设计则是加深了我们对机械设计、注塑成型工艺及模具设计、机械原理等专业课知识的掌握，塑料材料的选取则是材料力学和机械工程材料的应用。错误！未找到引用源。REF_Ref168484424\h错误！未找到引用源。第1章绪论模具，就是将原材料通过一个有着特定尺寸精度和形状大小的工具来加工设计相应所需质量与精度的产品。按照不同的划分依据，模具可以被划分为许多不同的模具类型，常见的模具类型主要有注塑模具、冲压模具等。注塑模具属于塑料模具范畴，是塑料制品加工成型的有效工具之一。因此，对注塑模具的加工精度要求就比较高。例如，模具零部件中的型腔与型芯的加工精度等级一般要求八到九级。1.1塑料简介塑料是一种高分子材料，以树脂为主。它可以注塑成有一定的几何形状和尺寸，固化后保持形状不变的产品，在一定的温度和压力下具有流动性。塑料具有许多优良的性能，被普遍使用于现代工业和日常生活中。它具有密度低、重量轻、比强度高、绝缘性能好、介电损耗低、化学稳定性高、耐磨减摩性好、隔振隔声性能好等优点。此外，许多塑料还具有防水、防潮、透气、抗辐射、耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料已经取代了一些金属、木材、皮革和无机材料，成为各行业不可缺少的化工原料。在国民经济中，塑料生产已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2注塑模具现状及发展趋势在生产生活中，小到塑料茶杯的生产，大到空调外壳的制造，都或多或少的涉及到模具工业。从模具工业发展的总体趋势上看不难发现当前整体模具工业则是以冲压模具、塑料模具为主体，它们几乎占据了模具工业的绝大部分市场份额。然而在国内模具工业快速发展的背后，起步时间晚、相关领域科学技术比较落后是不争的事实。从时间上来说，二十世纪八十年代美国的模具厂商有上万之多。相比较而言，国内在二十世纪八十年代才逐渐引入。从相关科学技术上来说，相关领域的发展还有很长的路要走。例如在模具的标准化水平、模具的材料和模具设计加工状况等方面，都存在着一些差距。在模具标准化方面，尤其是美国，早在七八十年前便已经制定了国家标准和企业标准。例如美国的DME公司就在模具刀具等产品上制定了严格的标准。在模具的材料上，由于当前国内在材料的冶炼、热处理等方面还有待进一步提高。为改善模具生产的效率、质量和成本，当前模具工业正朝着以解决上诉问题为目标的方向发展。对于提高模具的寿命上而言，产品生产效率的高低直接决定着企业的利益，而模具使用寿命的长短直接关系到加工设备的调试时间耗费和相关人员成本和设备成本的增加。而在模具的使用过程中最简单高效的途径则是竟可能的提高模具在使用过程中的加工环境，做到对相关模具的及时有效的维修保养，这样可以有效的延长模具的使用寿命。总之，伴随着社会生活生产各方面的科技创新和机械工业化的不断发展进步，模具工业也迎来了前所未有的发展机遇期，以其较高的生产效率、相对低廉的生产制造成本与维护成本和较高的加工精度而在工业化中发挥越来越重要的作用。第2章塑料材料分析最常用塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚氯乙烯(PVC)等。除此之外，还有许多种塑料材料，但是在这三种是应用最广泛，最常用的。对于本课题，微型按摩器按摩头，对材料要求不高，就可以在这三种材料中选择其中一种，在此之前，我们可以先比较它们的工艺性能和优缺点，再作出判断。聚乙烯（PE），呈乳白色，无毒无味。机械强度一般，与别的塑料相比，显得很一般。表面印度也比较差，透水气性能也比较差，还容易变脆和老化。但是它也有许多优点，它绝缘性能好，常温下不溶于任何容剂，具有耐水性，而且耐各种酸碱的腐蚀。主要用于承载不高的零件，比如用来制造塑料管，塑料板。也可用于制造薄膜，和电缆的绝缘皮。成型时，容易产生变形，使得浇口部位脆性增加。收缩率的绝对值大，易产生缩孔。冷却速度也比较慢，而且不能忽快忽慢，冷却时间长。但是质软比较容易脱膜。聚丙烯（PP），无色，无味，无毒。外观和聚乙烯比较相似，却比聚乙烯更透明，密度比聚乙烯小。不容易吸水，容易着色，光泽好。屈服强度抗拉。抗压强度和硬度都比聚乙烯好。绝缘性能也比较好，不吸水。但是它比较容易解聚和老化。使用时要加入老化剂。他主要用来制作接头、自行车或者汽车零件、输送管道。也可用来制造各种绝缘零件、箱壳。它还经常被用于医疗工业中。成型时收缩范围大，如意发生缩孔。热容量大。温度过高会产生翘曲现象。ABS

无毒无味，成微黄色。它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。ABS具有这三种材料的特点。因而具有良好的综合力学性能。有良好的耐腐蚀性，加工性和染色性。他的塑件有良好的光泽。密度比聚乙烯和聚丙烯大，有较好的抗冲击强度。机械强度，耐磨性等性能也比较好。而且它不溶于大部分溶剂。学生对抗，呵呵，他还有一定的尺寸稳定性和硬度。便于加工成型。他的缺点比较少。耐热性不高，耐热气候性差，紫外线下容易变脆。与聚乙烯和聚丙烯相比，ABS的用途就十分广泛。在各个领域都有所应用，在此就不多一一列举。ABS成型压力较高，脱模斜度稍大。容易吸水，成型加工前应先干燥处理。本次设计的微型按摩器按摩头，对材料要求不高，通过比较以上三种材料的基本特性，主要用途及成型特点。我们选择最为经济实惠，用途最广泛的ABS材料。可以采用最为常用的ABS材料。第3章塑件的工艺分析注塑模具开发之前，我们要对注塑产品进行工艺分析，了解塑料产品的结构尺寸，精度要求和表面质量等。对产品有个基本的了解分析后再对模具结构和精度进行确定。图3-1为微型按摩器按摩头三维结构图，尺寸可以参考AutoCAD图纸，微型按摩器按摩头注塑件结构简单，没有侧抽芯，大批量生产，所以要求较低的模具精度，成型起来比较容易，成型方便，可采用一模多腔。图3-1微型按摩器按摩头3D图3.1塑件的结构设计3.1.1脱模斜度塑料零件在冷却凝固后会产生收缩，它们会包裹封闭模芯或型腔的突出部分。为方便塑件出模，设计塑件时应在与脱模方向平行的表面上有足够的脱模坡度。参考ABS资料可知，取30'~1°30'。收缩率小的塑胶产吕采用小的脱模坡度，但是形状复杂、不方便脱模的塑料件，脱模坡度要采用较大值。综合各种因素，塑件脱模角度型腔侧宜为约1°，型芯侧约为0.5°。3.1.2塑件的壁厚本次毕业设计选用的材料为ABS，属热塑性塑料，热塑性件的壁厚过大，导致收缩、翘曲变形、起泡等现象。但塑件壁厚过薄会影响塑件的成形能力和强度，也会影响总成所承受的紧固力。该产品为圆柱形，形状比较规则，产品壁厚局部不一致，材料必须具有优良的流动性。3.1.3塑件的圆角圆角可以在成型时增加熔体的流动性，如果没有圆角，熔体流动到角落容易产生应力集中，不利于产品强度，使用过程中亦会变形，所以在塑料部品结构设计时，在拐角处尽可能的设计圆角过渡。3.2塑件尺寸及精度材料的选择以及注射的成型工艺决定了注塑零件的尺寸精度。模具制造的波动和塑件的收缩率也对塑件的精度有着一定的影响。按照国家标准《工程塑料注塑件尺寸公差》对塑料件的尺寸精度进行分级。结合塑件的要求，选取ABS的MT4作为塑料零件的等级精度。3.3塑件表面粗糙度根据微型按摩器按摩头表面要求，对模具型腔进行必要的精加工甚至抛光处理，从而达到最终的产品表面粗糙度的要求。查参考资料可得，注塑模型腔的表面粗糙度，要低于注塑产品，一般低1~2个等级。塑料产品的表面粗糙度，一般为0.2~0.8um。由于塑料零件外表面美观度要求较高，所以我们取外表面的粗糙度Ra0.4um，内表面可取Ra0.8um。3.4塑件的体积和质量利用CREO5.0建模并测得出产品体积为V=1.37㎝³，ABS密度为ρ=1.05g/㎝³，得塑件的质量为：m=ρ×V=1.05×1.37=1.44g(3.1)而浇注系统所需的质量未知，在此按m的1倍来计算。注射量：M=n×m+m=4×1.44+1×1.44=7.2g(3.2)第4章注塑成型工艺分析方案及模具结构的分析和确定4.1注射成型工艺过程分析根据塑件结构、原料和质量，确定他的成型加工过程为：第一步：为了注射顺利和保证质量，要对用的设备和原料作做好充分的准备。A.成型前对原材料的预处理B.料筒的清洗C.脱模剂的选用第二步:注塑工艺整个注射过程包括送料→塑化→注射入模→稳压冷却→脱模五个步骤。第三步:零件的后处理4.2浇口种类的确定连通浇注系统和模腔的通道称之为浇口。我们可以通过模流分析来确定浇口的形式，通过模流分析软件确定的最佳浇口位置可以确定的浇口位置如图4-1所示。图4-1最佳浇口位置从图4-1所示，蓝色区域流动阻力最小，红色区域流动阻力最大，所以蓝色区域更适合进浇。4.2.1浇注系统的创建当然我们还可以通过详细的模流分析来进行进浇方案的仿真，采用AutodeskSimulationMoldflow推荐的最佳浇口位置。根据塑件结构特点，采用一模四腔布局，点浇口，形式如图4-2所示。图4-2的浇道4.2.2充填分析设置通过AutodeskSimulationMoldflow2018软件充型分析可以获得熔体在型腔内的流动信息，从而判断浇注系统和工艺参数是否合理。填充分析的目的是为了避免流动不均，获得注射压力和夹紧力的最小值，从而为了合理选择成型机提供参考。充型分析主要包括充型时间、压力、夹紧力、焊痕、整体温差和空化。对两种方案进行充填分析设置如图4-3所示。图4-3充填分析工艺参数设置4.2.3充填分析结果1.通过充填分析，得到充填时间结果如图4-4所示。图4-4的充填结果2.通过充填分析，得到压力结果如图4-5所示。图4-5的压力3.通过充填分析，得到锁模力如图4-6所示。图4-6的锁模力4.通过充填分析，得到熔接痕如图4-7所示。图4-7的熔接痕5.通过充填分析，得到气穴结果如图4-8所示。图4-8的气穴4.2.4方案总结本节主要针对最佳浇口位置的方案进行详细的模流仿真分析，主要对填充，流动方面进行了研究，通过分析结果可知，方案合理，填充没有问题，流动效果较好。另从产品外观考量，本设计微型按摩器按摩头属于外观件，并且根据产品结构最终选选择细小的点浇口，设计成三板模。4.3型腔数目的确定为了提高制造效率，在保证产品的精度的前提下，在设计模具时可采用一模多腔。模腔的数量可以根据产品的精度、生产批量、模具的生产成本、成型机的最大注射量和夹紧力来确定。当产量较小时，采用一模一腔模具；当生产数量较大时，选择两种或两种以上的型腔模具。该制品外形轮廓规则，产品的体积也比较小，产量比较大，通过多方面考虑，可以选择一模四腔的模具。4.4成型机的选择和校核选择合适成型机从这几个大方面进行参考：公称注射量,与模具的配合、连接尺寸,注射速度,塑化能力,锁模力等.这几个方面是本设计所要选择成型机的决定参考因素。注塑量表示法与模具的配合、连接尺寸（3）成型机注射速率（4）成型机的塑化性能（5）成型机的锁紧力（6）成型机合模装置（7）成型机的开合模行程计算采用一模四腔，至少需要注塑重量为1.44g，浇注系统废料1.44g，总的注塑量达到7.2g，综合考量各种条件，选取成型机初步为XS-ZY-125。性能参数如表4-1所示：表41成型机相关参数型号参数单位XS-ZY-125螺杆直径mm42理论注射容量cm3125注射重量PSg131.25注射压力Mpa120注射行程mm115锁模力KN900拉杆内间距(水平×垂直)mm400×400允许最大模具厚度mm410允许最小模具厚度mm200移模行程mm300移模开距(最大)mm300机器尺寸(长×宽×高)m3.34×0.85×1.554.4.1注射量的校核据文献资料显示，成型机注塑ABS塑料时，我们在选择成型机时，需要保证所选成型机的最大注射量要超过注塑产品所需注射量的20%以上，否则会因为成型机选择不当，从而影响塑料产品形态的不准确，尺寸不达标，严重情况产品收缩严重、短射，、型不饱等缺陷。校核公式为：式中--型腔数量--单个塑件的体积（）--浇注系统所需塑料的体积（）本设计中：n=41.37=1.37M=4×1.37+0.5×1.37=6.85成型机额定注塑量为125注射量符合要求。4.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注塑成型时模具分型面的投影面积是影响锁模力的主要因，必须满足以下关系。式中：n--型腔数目--单个塑件在模具分型面上的投影面积--浇注系统在模具分型面上的投影面积n=4=1075.2=0=4300.8注塑成型的锁模力必须小于额定的成型机的锁模力。即：（）P<F式中：P—内腔压力（MPa）F—最大锁合力（N）查阅参考文献[9]可知，腔内压取20MPa～40MPa左右，普通的产品取24MPa～34MPa左右，高精密产品在39MPa～44MPa左右。（）P=4300.8×30×1.3=167.73KN<900KN锁模力符合要求。4.4.3模具与成型机安装模具部分相关尺寸校核1.模具厚度模具闭合高度必须满足以下公式式中--成型机允许的最大模厚--成型机允许的最小模厚毕业设计的模度为295mm，200<H<300，符合要求。2.开模行程（S）的校核从模具中取出塑件时，成型机的最大开模距离必须大于要求的开模距离，否则不能将塑件从模具中取出。对于侧向抽芯，当模具使用开孔动作完成侧向抽芯时，在检查开孔行程时应考虑侧向抽芯的开孔行程：式中--推出距离--包括浇注系统凝料在内的塑件高度=（水口料的长度+20~30）本设计中=300=45mm=120+30=150mm总的开模距离需要H=195mm以上经计算，符合要要求第5章注射模具结构设计5.1分型面的设计选择分型面的原则：(1)确定在制品外观最大投影轮廓线位置。(2)要符合制件的表面质量规定。(3)开模的时候要尽可能让制品在动模一侧，通常在动模板上设置推出装置比较容易。(4)应尽量确保制件的精度规定。(5)要方便侧面分型以及抽芯。(6)应有利于排气。(7)便于模具加工制造。最后结合制品外形还有模具设计、生产、制造的规定，我决定选用的分型面如图5-1所示。图5-1分型面的选择5.2型腔的布局对于微型按摩器按摩头，要求大批量生产，且精度要求一般，所以建议采用两腔或以上的型腔数，该产品外形比较规则，不需要侧抽芯机构，所以可以采用较多的型腔数进行模具设计开发，所以综合选择一模四腔的模具如图5-2所示。图5-2型腔的布局5.3浇注系统的分析与设计5.3.1浇注系统组成冷流道浇注系统的组成包括：1.主浇道2.第一分浇道3.第二分浇道4.第三分浇道5.浇口6.型腔7.冷料穴5.3.2确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑的有关因素：(1)了解塑料的特性(2)尽量减少或防止接合线(3)模具内气体排出顺畅(4)避免冲头变形和镶块错位(5)尽可能不需要长时间的工艺就可以将熔体填充到模具中5.3.3主浇道的设计主浇道就是熔融塑料到达模具时的第一个通道。主浇道的形状和尺寸与塑料的流动速度和填充速度有重要的关系。浇口通常为锥形，锥度为2°~5°，其小端直径比喷嘴直径大0.5~1.0mm，能更好地对准喷嘴。主浇道内表面粗糙度一般在ra0.8um左右。a.主浇道尺寸SR=喷嘴头部球半径+（1～2）mm（5.1）查参考资料[9]成型机喷嘴球半径为12mm，SR=12+1=13mm；而浇口套圆锥孔的小端直径d应该大于喷嘴内孔直径，即d=喷嘴球径+（0.5-1）mm=4+0.5=4.5mm根据塑件流动可以选择小值，本设计为3.5mm。球面配合高度h=3mm～5mm=3mm；主浇道大端直径=5.49mm图5-3主浇道设计b.主浇道衬套的形式主浇道衬套装配时要注意衬套与模板的配合种类，尽可能保证与相连接的成型机喷嘴同一轴心线。主浇道一直与熔融塑料保持接触，所以比较容易损坏或变形，所以主浇道要选择一种比较优质的钢材，不能与固定板相同，所以主浇道需要单独设计成一个镶件，方便更换和修配。图5-4主浇道衬套5.3.4分流道的设计分流道是接连主浇道跟浇口的进料通道。在只有一个模腔的模具中，一般没有分流通道，但在两个或多个模腔中，通常有分流通道。当熔体沿着分流通道移动时，它应该迅速填充空腔。应尽量减少流动过程中的热耗，尽量减少阻力。塑料熔体也可以均匀分布到各个腔体，因此选择了平衡分流通道。分流道的长度应尽可能的小而直径应尽可能的大，然而要减小浇注系统的回料分流道的直径也不能太大。太大直径的分流道冷却速度不快，而且还增加模塑时间。本设计采用点浇口，所以分流道取5×6mm，如图5-5所示。图5-5流道设计5.3.5浇口的设计浇口的种类很多，各种形状的浇口的尺寸、特点和使用环境各不相同。一般有侧面浇口、扇形浇口、中心点浇口、直浇口和潜浇口等。浇口位置选择原则:(1)防止塑件喷射等缺陷;(2)利于零件的熔体流动;(3)利于空腔排气;(4)注意使用的零件应力;(5)减少零件的接合线;(6)注意分子取向跟制件性能关系;(7)注意浇口位置和数量与产品成型的关系;(8)避免挤压冲头或镶块变形。通过对产品结构的综合考虑，最终选择了点浇口。5.3.6冷料穴的设计在注射过程中，由于与冷模接触，进入模具的塑料温度会下降。如果允许温度下降的塑料流入型腔，会影响塑件的质量，因此应设置冷料井。尺寸和深度应该合适。对于较大的塑料件，可以适当增加。冷料井的位置一般设计在主流道和导流道的末端。第6章成型零件设计6.1成型零部件的要求及选材直接跟塑料熔体接触形成制件内外形轮廓的零件叫作成型零件，成型产品外观侧的零件称之为型腔，成型产品内部结构的零件称之为型芯。所以型芯、型腔件必须具有一定的硬度、刚度、强度、耐磨性、耐腐蚀性跟足够小的表面粗糙度。注塑模具的组成部件比较复杂，普通的注射模也有较多零件构成。这些零件在作业时所处的情况跟作用各异，所以对模具钢材要求也不相同。注塑模钢材的性能要求应注意事项如下：(1)机械加工性能良好；(2)抛光性能优良；(3)不易被磨损以及抗疲劳性能优良；(4)型芯部分强度高；(5)具有耐腐蚀性能；(6)有一定的热稳定性。这次毕业设计的型芯型腔皆选用CrWMn的模具钢。6.2成型零部件结构设计6.2.1凹模的设计1.一体式凹模一般在模具或零件精度不高、形状简单时，可选用一体式型腔。2.组合式型腔结构组合式就是由两个以上部分组成的型腔。根据组合方式的不同，组合模具结构可分为局部镶嵌、整体镶嵌、侧壁镶嵌、底部镶嵌和四壁镶嵌。（1）整体嵌入式型腔把比制件外形较大较好的材料加工成型腔，然后把这个型腔镶到模板中固定。其优点是“好钢用在刀刃上”。同时确保了型腔的使用寿命，还能做到合理利用高价的钢材。当型腔磨损后具有维修和更换简便的特点。局部镶入式型腔当外形轮廓不规则跟某些局部较容易磨损的型腔，把不方便制造或是容易磨损的部分设计成嵌入形式，安装到凹模主体上。同时做到节省了模具材料以及做到让被磨损的型腔易于维修。（3）四壁拼合式型腔如果是较大的不规则轮廓型腔，选择制造的型腔周围嵌在模具中，然后与底板结合。这样便于加工，节省材料。凹模设计如图6-1所示。图6-1型腔2D图6.2.2型芯设计1.型芯结构设计型芯也可分为一体式与组合式两类。（1）一体式结构大多用在工艺试验跟小，型模具上形状不复杂的型芯，其结构牢固，但制造不方便，用钢量较多。（2）组合式结构为了便于加工，形状不规则的凸模往往选用拼接组合式结构。2.局部小镶件的结构设计小镶件是成型产品上的小孔或不易加工的小槽，小镶件是单独安装在模板中，可以是方形镶件也可以是圆形镶件。凸模设计如图6-2。图6-2型芯2D图6.3成型零部件工作尺寸的计算成型零件是用来直接生产产品的，是最重要的部分，成型零件的制造精度跟质量决定了制件的精度跟质量。制件尺寸的精度会约束工作尺寸的计算，跟制件尺寸精度有关系的因素较多，主要是模具加工公差、模具的磨损量跟制件收缩率等因素。影响工作尺寸的因素：(1)制件收缩率的影响，收缩率为0.5%。由于制件遇热会膨胀遇冷会收缩的原因，成型后温度降低时的制件尺寸比模具型腔的尺寸要小。(2)型芯、型腔的磨损量成型过程中零件的磨损会导致型芯的尺寸变小和型腔的尺寸变大。(3)型芯、型腔工作尺寸的加工公差型芯、型腔工作尺寸的加工公差对制件的尺寸公差有直接关系，一般型芯、型腔的尺寸公差取制件公差的1/3~1/6，表面粗糙度取值为0.8um~0.4um。表6-1型腔、型芯工作尺寸计算类别塑件尺寸制品公差△计算公式工作尺寸型腔尺寸0.260.180.160.16型芯尺寸0.260.14中心距0.226.4排气结构设计当塑料熔体充满模具时，模具中的空气、流道系统和塑料成形中的气体必须完全排出模具。另外，充气的速度会受到气体阻力的影响，所以在设计模具时一定要注意模具的排气问题。注塑模具通常有以下三种排气方式:(1)利用活动芯、推杆、活动镶件与模板固定的冲头端部的配合间隙进行排气。(2)分型面上设有排气槽，该排气槽为注塑模具的主排气通道。(3)用排气塞排气。注射模的排气方法通常是借助模具分型面跟配合间隙自然排气，仅在特别情况下选用设置排气槽的排气方法。排气槽通常开在分型面上动模一边，这样有利于模具制造和清理。排气槽尺寸通常是宽1.6～6mm，深0.03～0.05mm，当塑料不从排气槽溢出为最好，所以要比塑料的溢料间隙要小。这次设计是借助模具分型面跟配合间隙自然排气。第7章导向和脱模机构设计 7.1导向机构7.1.1导向机构的作用该导向装置的作用是保证动模和定模能很好地对准，使动模和定模的成形面在模具闭合后能形成形状和尺寸正确的型腔。因此，它可以满足形状、壁厚和尺寸的要求。该导向装置不仅具有导向定位的效果，而且具有承受一定侧压力的效果，保证模具的平稳运动。7.1.2导向机构的分类导向机构主要有两种形式:导柱导向和锥形定位。导柱导向机构主要用于在动模和定模之间引导模的开合。锥形定位机构用于动模和定模之间的精确定心和定位。7.2脱模机构注塑成型的每个周期中，一定要把制件从模具型腔中推出，这种把制件从型腔中推出的装置叫做脱模装置，也可以叫做顶出装置或推出装置。脱模装置包含脱出、取出两个动作。7.2.1脱模机构的选用原则(1)尽量让制件留在动模上，以便借助成型机动模上的顶杆或液压活塞顶出制件。(2)保证制件脱模过程中保持原形，不影响外观质量。(3)推杆应必须有足够的刚度及强度。(4)脱模装置应使用可靠，运动灵活以及加工方便。7.2.2脱模机构类型的选择当填模完成后，塑料随着温度的降低从而开始收缩，接着紧紧地包住在凸模上。所以需要有力对它作用，才能让制件顺利脱出模具。所以必须合理地布置顶出装置，让每一个部分平衡受力。这次设计中推出机构的动力来源可以选择机动脱模机构，借助成型机往返运动所产生的力推出制件。该推出方式效率比较高，花费较少，所以得到普遍应用。7.2.3推杆机构具体设计脱模力可按以下公式计算：式中：——脱模力，N；——塑件包容型芯的面积，mm2；——塑件对型芯的单位面积上的包紧力，通常情况下，模内冷却产品p取(0.8～1.2)×107Pa；——塑料对钢的摩擦系数，约为0.1～0.3；——型芯的脱模斜度。通过CAD软件测得塑件包容型芯的面积为1075.2mm2。本次模具设计中，计算如下：=1075.2×8×(0.1×cos1-sin1)=709.9N第8章模架和模具钢的选用8.1模架及标准件的选用注射模模架由模具的支撑零件、导向装置和推出机构组成。我们在设计时应尽可能地选用标准件，尤其是能直接选用的标准模架。模具结构的选择非常重要，模具的机构决定了塑件的注射周期、成本、注射工艺和生产成本，所以模具结构的选择一定要非常慎重。本设计采用点浇口进胶，其优点是浇口与成型品分离容易，根据AutodeskSimulationMoldflow确定浇口位置和调整尺寸大小。模架上需要有统一的基准，并且在模架上标刻出基准符号。注塑产品模架有工字型和直立型两种：当模具宽度尺寸小于等于500mm时，优先选用工字型模架；当模具宽度