爱华随身听后盖毕业设计论文.doc

摘 要 i 摘 要 本设计是设计随身听后盖的注塑模，设计思路如下：对制件随身听后盖进 行工艺特点分析，确定浇口位置、分型面、型腔数目和布置方案，进行模架、 导向机构、脱模机构、排气系统、温度调节系统、侧向联动开模机构、成型零 件的结构设计及尺寸计算，并对注射机和模具的工艺参数进行了校核。设计总 结如下：随身听后盖制件材料选用 abs；注射机选用 sz-100/80 型；采用螺杆式 模具，根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定该模具采用双分型面。 主流道采用逐级式，选用 u 形分流道；为了保证塑件外表面的质量要求，在此 次设计过程中，采用潜伏式的浇口；选用导柱导向机构；塑件通过推件板从型 芯上脱出，通过推动滑块向斜下方运动，斜下方的力分解成两个分力，一个是 向外的力，另一个是向下的力，从而实现抽芯动作脱模。 关键词关键词： 随身听后盖 塑料注射模 双分型 目 录 ii 目目 录录 摘摘 要要i 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 注塑成型与注塑模具1 1.2 注塑模具的发展趋势1 1.2.1 我国注塑模具的发展趋势.1 1.3 我毕业设计的目的和内容2 第二章第二章 塑件的工艺分析塑件的工艺分析.3 2.1 塑件的材料分析3 2.2 塑件的结构分析和成型工艺参数4 2.3 塑件的尺寸精度和粗糙度6 第三章第三章 塑件的体积质量及注射机的选择塑件的体积质量及注射机的选择.9 3.1 塑件的体积和质量9 3.2 最大注射量和锁模力9 3.3 注塑机的校核10 第四章第四章 注塑模具的设计注塑模具的设计.11 4.1 分型面的确定11 4.2 型腔的数目和布置12 4.3 浇注系统的设计13 4.4 侧向分型与抽芯机构15 4.5 脱模机构的设计18 4.5.1 推杆推出机构设计.19 4.5.2 浇注系统凝料脱模机构.20 4.6 成型零件的设计21 4.6.1 型腔尺寸计算.21 4.6.2 型芯尺寸计算.21 4.6.3 型腔壁厚的校核.22 4.7 合模导向和定位机构的设计22 4.8 支撑零部件的设计23 4.9 冷却系统的设计24 4.10 模架的选择25 第五章第五章 模具的装配模具的装配.26 5.1 模具装配的要求26 5.2 模具的装配顺序26 第六章第六章 总结与展望总结与展望.28 总结28 展望28 致致 谢谢.30 目 录 iii 参考文献参考文献.31 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 注塑成型与注塑模具 塑料工业是由塑料原料生产和塑料制品生产两大系统组成，二者相辅相成， 缺一不可，而塑料制品生产是实现塑料原料自身价值的唯一手段。塑料制品生 产的目的就是根据各种塑料的性能，利用各种工艺方法，使其成为具有一定形 状而又有使用价值的物品或定型材料。塑料制品生产主要由成型、机械加工、 表面装饰、装配等环节组成，其重要环节就是塑料成型。 塑料注塑成型过程是：塑料原料从注塑机的料斗进入加热筒，经塑化后由 柱塞或螺杆推动，在一定压力下通过喷嘴注入模具型腔，经冷却固化后开模而 获得制品（塑件） 。除少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以注射成型。据有 关资料统计，注塑制品占所有模具塑料制件总产量的三分之一：注塑模具占塑 料成型模具数量的二分之一以上。注塑成型制品的应用已十分广泛，并随着塑 料原料的不断改进，已逐步代替传统的金属和非金属材料的制品，发展注塑模 有很大空间。 1.2 注塑模具的发展趋势 注塑模具的发展受到两个方面的制约：一方面是模具的设计与制造技术， 另一方面是注塑成型的工艺条件。前者影响模具的加工制造水平，后者影响模 具的使用性能。所以讨论注塑模的发展趋势，必然要考虑到模具的制造水平和 注塑成型工艺水平的进步。 1.2.1 我国注塑模具的发展趋势 我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。 目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中， 6080的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高 精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法 比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。 由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引 起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环氧、聚酯或在其中 填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度易控制， 收缩率较小，价格便宜，寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、 低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光 造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快 换模架、快换冲头等也将日益发展。 另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也 会得到发展和提高。中国塑料模具网专家认为，模具行业中压铸模的比例将不 断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，对压铸模的数量、寿命和 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 复杂程度将提出越来越高的要求。随着以塑料代钢、以塑代木的发展和产品零 件的精度和复杂程度的不断提高，塑料模的比例将不断提高，其精度和复杂程 度也将随着相应提高。 1.3 我毕业设计的目的和内容 通过毕业设计，巩固和深化我们这三年里所学的理论知识和技能水平，提 高我们综合应用的能力;树立实践工程的观点和正确的设计思想，获得解决专业 范围内工程技术的相关经验、培养解决问题的能力;训练和提高我们的设计技能， 包括搜集资料、学习资料和应用资料的能力；查阅设计手册和有关参考文献的 技能；设计计算、绘图及编写技术文件的能力。 所以我这次设计的重点就是有关塑料模的研究，以我们日常生活中比较常 见的随身听后盖为塑件做一个塑料模，这样会加深我们对这方面知识的认识， 在设计的前期，我们要做相关知识的准备，比如到注塑模具厂实地考察，了解 注射机的型号，性能以及种类等，并对本课题的设计方案一些设计进行分析对 比，以确定最优方案。从而实现对随身听后盖的注射成型，顺利完成设计。 由于我能力有限，在此次毕业设计中可能会有许多不正确和不足得地方， 望老师批评指正。 第二章 塑件的工艺性分析 3 第二章 塑件的工艺分析 2.1 塑件的材料分析 图 2-1 零件图 塑件：随身听后盖 材料：abs 生产批量：批量生产 随身听后盖的材料是 abs,abs 具有良好的综合力学性能，无毒、无味、易 燃烧、无自熄性。它具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降；有良 好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气 性 （1）塑料成型特性 abs 是由丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 abs 具有良好的综合力学性能。丙烯晴使 abs 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬 度，丁二烯使 abs 坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 成型的塑料有件有较好的光泽。密度为 1.02-1.05g/cm3。水，无机盐，碱， 酸类对 abs 几乎无影响，在，酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不 溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。abs 塑料表面受冰 醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。abs 有一定的硬度和尺寸稳 定性，易于成型加工。经调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工 作温度为 70左右，热变形温度为 93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易 变硬发脆。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 根据 abs 中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种 不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型，高冲击型，中冲击型，低冲击 型和耐热型等。 （2）主要用途 abs 在机械工业上用来制造齿轮，泵叶轮，轴承，把手，管道，机电外壳， 仪表壳，仪表盘，水箱外壳，蓄电池槽，冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用 abs 制造汽车挡泥板，扶手，热空气调节管加热器等。abs 还可以用来制造水 表壳，纺织器材，电器零件，文教体育用品，玩具，电子琴及收录机壳体，食 品包装容器，农药喷雾器及家具等。 (3)成型特性 abs 在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度应稍大； abs 易吸水，成型加工前应进行干燥处理，易产生熔接痕，模具设计时应注意 尽量减小浇注系统对流料的阻力，在正常成型条件下，壁厚，熔料温度及收缩 率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060，要求塑件光泽和 耐热时，应控制在 6080。 2.2 塑件的结构分析和成型工艺参数 a 塑件结构分析 1）形状 随身听后盖的结构较复杂，形状不对称，且有凸凹，侧壁有孔，需用侧抽 芯结构来成型。 2）壁厚 各种塑件,不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度,以保证其力 学强度.一般地说,在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚,不仅可以节约原材料, 降低生产成本,而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短,提高生产率;其次可避免 因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷.随身听后盖属薄壁件，故其壁厚在 1.52mm 之间。 3）圆角 在制品的转角处应尽可能采用圆弧过渡。这样可以避免应力集中，提高塑 料制品的强度，改善制品的塑料流动情况及便于脱模，此次我一般选用 r1r2 的过渡圆角。 塑件的结构如下： 第二章 塑件的工艺性分析 5 图 2-2 爱华随身听后盖 c 塑件材料的性能指标及注塑成型工艺参数 查齐卫东主编的塑料模具设计手册得到 abs 塑料成型工艺参数如下表所示： 表 2.1 abs 的性能指标 密度（密度（kg.dm-3） 1.131.14 收缩率 %0.30.8 熔点 130160 热变形温度 45n/cm6598 弯曲强度 mpa80 拉伸强度 mpa3549 拉伸弹性模量 gpa1.8 弯曲弹性模量 gpa1.4 压缩强度 mpa1839 缺口冲击强度 kj/ 1120 体积电阻系数体积电阻系数 cm1013 击穿电压击穿电压 kv.mm-115 介电常数60hz3.7 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 表 2-2abs 的注射成型工艺参数 注射类型螺杆式前段150170 中段180190 模具温度（） 5070 料筒温度（） 后段200210 注射压力 （mpa） 60100 喷嘴温度（） 180190 保压力（mpa）4060类型形式直通式 注射时间（s）25保压时间（s）510 冷却时间（s）515成型时间（s） 45 后处理 方法红外线灯、烘箱温度 70 2.3 塑件的尺寸精度和粗糙度 尺寸精度的选择：1 塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用 要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工 难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸 公差，该塑件是一般用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两 半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合 要求，应选择高精度。影响塑料制品尺寸精度的因素很多，其主要因素是材料 收缩和模具的制造误差。我选用收缩率范围较小的塑料，收缩率范围为 0.50.8。塑料制品的上下偏差可根据制品的配合性质进行分配。 塑件的尺寸如下： 第二章 塑件的工艺性分析 7 图 2-3 塑件外形尺寸图 塑件表面粗糙度： 2 模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高 出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 第三章 塑件的体积质量及注塑机的选择 9 第三章 塑件的体积质量及注射机的选择 3.1 塑件的体积和质量 该产品材料为 abs，查书本得知其密度为 1.13-1.14g/cm3，收缩率为 0.5。计算其平均密度为 1.135 g/cm3，平均收缩率为 0.55。使用 ug 软件画 出三维实体图，软件能自动计算出所画塑件的体积和质量。塑件体积为 22 cm3，塑件的质量为 25g。 3.2 最大注射量和锁模力 最大注射量1 估算浇道凝料的体积为 9，又因为模具是一模两腔，所以： 注射体积 v总=222+9=53 3 总质量 m总=35g 根据实际注射量应小于 0.8 倍公称注射量原则, 即： 0.8v公v总 v公=v总/0.8 v公=53/0.8 =66.25 锁模力 2 f锁f胀=a分p型 =19586p型 =587580106 =587.58 kn 式中f锁是注射机的锁模力（n） ；a分是塑件和浇注系统在分型面上投影面积； p型是型腔压力，查塑料成型工艺与模具设计表5-2可得：p为30mpa。 由上述两项计算和模架的闭模高度可以选出注塑机的型号为sz-100/80。其 主要技术参数查得如下表3-1所示： 表3-1 sz-100/80注塑机的技术参数 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 螺杆直径 / 35 锁模力/kn 800 螺杆转速 （r/min） 0200 拉杆间距 （hv）/(mmmm) 320320 理论注塑容 量/3 100 定位孔直径/mm 100 注塑压力 /mpa 170 定位孔深度/mm 10 注塑速率 /(g/s) 95 顶出行程/mm 80 锁模力/kn 800 顶出力/kn 15 模具最小厚 度/mm 170 喷嘴伸出量/mm 20 模具最大厚 度/mm 300 喷嘴球半径/mm 10 3.3 注塑机的校核 由于是按照最大注射量和锁模力来选择的，所以这符合要求，另模具的厚 度为262mm,在此注塑机提供的最大最小模具厚度的范围内，开模行程为180mm， 也在305mm范围内。故选用此注塑机合适。 第四章 注塑模具的设计 11 第四章 注塑模具的设计 4.1 分型面的确定 分型面是决定模具结构形式的重要应素，它与模具的整体结构和模具的制 造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模， 因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。 a选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处 （2）确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模，通常分型面的选择应尽可 能使塑件在开模后在动模一侧 （3）保证塑件的精度要求 （4）满足塑件的外观质量要求 （5）便于模具加工制造 （6）对成型面积的影响 （7）对排气效果 （8）对侧向抽芯的影响 b根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分 型面和双分型面。 方案一：双分型面结构： 选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。 选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而 且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹，不符合模具的加工经济性。 方案二：单分型面结构： 选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了 模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的 缩短了。 从以上的两个方案进行比较，由于随身听后盖的结构不对称，有凸凹，而 且有一个定位的小台阶，故分型面建在此台阶上，该模具采用方案一（双分型 面） 。其分型面的结构如下图4-1所示： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 图4-1 分型面结构图 4.2 型腔的数目和布置 （1）型腔数目： 考虑到该塑件是一般用品,这个产品是两个壳件的组合,由于该塑件形状较 复杂，质量较小，且需要大批量生产所以模具采用一模两腔结构，平衡布置， 浇口形式采用潜伏式浇口，这样不影响塑件外观。塑件质量高，生产效率高。 （2）型腔的布置： 型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注 系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满 每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的 距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却 等。 经分析确定型腔的布置如下图4-2所示： 第四章 注塑模具的设计 13 图4-2 型腔布置图 4.3 浇注系统的设计 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之 前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，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则： （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（太小则压力及热量损失大，太 大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，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。 （5）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。 （6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口 的残痕不应影响塑件的外观。 a 主流道 主流道是熔料注入模具最先经过的一段流道，其形状、大小直接影响塑料 的流动速度和填充时间，也是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连 的一段带有锥度的流动通道。其设计要点如下： 主流道设计成圆锥形，其锥角可取 26，流道壁表面粗糙度取 。锥度需适当，锥度过大，压力减小，产生涡流，易混进空气mra6 . 18 . 0 产生气穴；锥度过小，流速增大，造成注射困难。 浇口套小端直径应比注射机喷嘴的直径大 12mm，以免积存残料，造成压 力下降。 一般在浇口套大端设置倒圆角 r=13mm，以利于料流。 主流道与喷嘴接触设计成半球形凹坑，其深度常取 35mm，交口套球形半 径应比喷嘴球形半径大 12mm，一般 sr=1922mm，以防漏浇。 主流道应量短，减少冷料回收，减少压力损失和热量损失。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 图 4-3 主流道 b 分流道 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向 作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应 尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，u 形和六角形。要减少流道内的压 力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流 道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高， 但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形 断面形状。 c 冷料穴 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存 放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主 流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜大于主流道大端的直径，长度约为 大端的直径。冷料穴有六种形式，常用的是端部为 z 字形的拉料杆的形式，这 次设计选用的就是 z 字形的拉料杆形式。 d 浇口 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分， 常用的截面形状有圆形和矩形两种。浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征 有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。浇口的位置应尽量缩短流动距 第四章 注塑模具的设计 15 离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕；有利 于型腔气体的排出。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏 式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定。 对于随身听后盖而言，为了保证塑件外表面的质量要求，在此次设计过程 中，采用潜伏式的浇口。浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口斜向开在 模具的隐蔽处，塑料熔体通过推杆的端部注入型腔。其结构如图 4-4 所示： 图 4-4 浇口布置图 4.4 侧向分型与抽芯机构 当塑件制品带有通孔、凹槽时，塑料制品不能直接从模具内脱出，必须将 成型侧孔、凹槽的成型零件作成活动的，称为活动行芯。完成活动型芯抽出和 复位的机构叫做抽芯机构。开模时依靠注塑机的开模动作，通过抽芯机构来带 动活动型芯，把型芯抽出。机动抽芯具有脱模力大、劳动强度小、生产强度高 和操作方便等优点，在生产过程中广泛采用。所以在这次设计中我采用机动抽 芯，斜滑块的倾斜角比斜导柱的倾斜角稍大，但一般的斜角不能大于 30，否 则易发生自锁现象，最常用的是 1222。 推动滑块向斜下方运动，斜下方的力分解成两个分力，一个是向外的力， 另一个是向下的力，从而实现抽芯动作，最终使滑块留在定模上，在这一环节 最重要的就是抽芯距的计算，如果抽芯距太短就会破坏塑件的表面，影响塑件 的质量，而抽芯距太长就会增加模板的宽度，也会影响到后面脱螺纹机构的设 计。经查模具设计手册，斜滑块的导向斜角一般取 515,斜滑块的顶出高度 必须小于导滑槽总长的 2/3,为使斜滑块的分型面保证密合,成型时不发生溢料, 斜滑块底部与模套之间有 0.20.5 毫米的间隙,斜滑块顶出高出模套 0.20.5 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 毫米,为避免滑块顶出时滑出，导滑槽也设有定位装置。 (1)由侧向凹凸机构计算所需抽拔力 对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算： fc=chp(bcosa-sina) 式中： fc-抽芯力（n） ； c-侧型芯成型部分的截面平均周长（m） ； c=5+7+(13+2.5)2=53.14+73.14+15.52=68.68=6.86810- 2m h侧型芯成型部分的高度（m） ；=1.5=1.510-3m p塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力） ；p=1.2107pa b塑料在热状态时对钢的磨擦系数，取 b=0.30 a侧型芯的脱模斜度或倾斜角；=15 将数据代入式中，得：f=38.27n (2)斜导柱倾斜角及斜导柱直径的确定 斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，它是决定斜导柱抽 芯机构工作效果的重要参数。由设计要求得： 斜角斜导柱倾斜角，一般为：q=a+23由抽拔力及总体结构查表 得：=15 因此：=18 抽芯距 s=s+(23),式中 s为塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高 度。所以 s=1.5+2=3.5 斜导柱的工作长度为：=s/sina=3.5/sin15=13.52mm 弯曲力和开模力的确定 根据 fw=ft/cosa fk=ft*tga 式中： fw侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力； ft侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力 fc； fk侧抽芯时所需的开模力。 将数据代入式中得：fw=39.62n fk=10.25n 由已经求得的数据查塑料成型工艺与模具设计中表 10.1 和 10.2 可得 d1=8,w 为了提高强度和配合模具尺寸的需要，设计 d1=12 第四章 注塑模具的设计 17 由以上数据查表得：斜导柱工作部分的直径为 d1=12mm,固定在动模座板的 斜导柱的直径为 d2=20mm。 (3)斜导柱长度设计 斜导柱的总长为 lz: lz=l1+l2+l3+l4+l5 =d2/2tga+h/cosa+d/2tga+s/sina+（510）mm 式中： lz斜导柱总长度 d2 斜导柱固定部分大端直径； d2=20mm h斜导柱固定板厚度； h=25mm d斜导柱工作部分直径； d=12mm s抽芯距。 s=3.5mm 将数据代入式中得：lz=99.12104.12mm 取 lz=1o3.43mm 斜导柱的材料为 t8a，热处理要求硬度 hrc50,且滑块上斜导柱孔与斜导柱 之间保留 0.51mm 的间隙。其结构如图 4-4-1 所示： 图 4-4-1 斜导柱 侧滑块及导滑槽结构尺寸设计 4 在设计侧滑块与导滑槽时，要注意选用正确的配合精度。导滑槽与侧滑块 导滑部分采用间隙配合，一般采用 h8/f8，为了防止配合部分漏料，应适当提高 精度，可采用 h8/f7 或 h8/g7,其它各处均留有 0.5mm 左右的间隙。配合部分的 表面要求较高，导滑槽与侧滑块还要保持一定的配合长度。侧滑块完成抽拔动 作后，其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内，滑块的滑动配合长 度通常要大于滑块宽度的 1.5 倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 长度的 2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。其结构如图 4- 4-2 所示 图 4-4-2 侧滑块 定位机构结构尺寸设计 5 滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置， 不再发生任何移动，以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造 成模具损坏。 锁紧机构结构尺寸设计 6 在模具结构中，设置锁紧块是为了以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料 给予侧向成型零件的推力，其结构如图 4-4-3 所示： 图 4-4-3 锁紧块 检验是否发生干涉现象 7 因为侧向滑块型芯很薄，只有 1.5，而推杆具侧壁 15，故侧向滑块型 芯在和推杆在垂直于开合模方向（分型面）上的投影没有重合，也就是说不会 发生干涉现象。 第四章 注塑模具的设计 19 4.5 脱模机构的设计 把塑件从凹模内脱出来的机构即为推出机构或脱模机构，它是塑料注塑模 具的重要组成部分。脱模机构的设计有以下几个原则： (1)要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧， 从而简化模具结构。 (2)正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合 理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作 用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的 位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。 (3)推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求 良好的塑件外观。 (4)推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其 他零件相干涉，有足够的强度与刚度） ，远动灵活，制造及维修方便。 在推出机构中常用的有推杆和推板，在此次的设计过程中，由于有两个分 型面，所以无法用推板推出，所以用推杆推出。 4.5.1 推杆推出机构设计 推杆位置及布局的原则: 应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。 1 应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻 2 力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推数目。 推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当 3 结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。 推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距型芯侧壁 4 10.13mm；当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推杆孔距型芯侧壁 2 3mm。 在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。 5 若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆 6 推在溢料槽内的凝料上而带塑件。 此次设计过程中，推杆有两种形式一种是直推杆，一种是斜推杆。因为在 随身听后盖侧壁处有 5 个很薄的孔，不需用侧抽芯机构，只要在推杆上设置一 定的小凸台，即可成型，并使其有一定的斜度即可顺利脱模。直推杆是标准件， 查中国模具设计大典即可选出正确的结构和尺寸。斜推杆是设计出来的， 结构有所改动，由于小凸台的厚度很薄，所以只需要倾斜一个很小的角度即可， 窄这里设计的是 5的倾斜角，其结构如图 4-5-1： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 图 4-5-1 推杆 推杆直径 d 与模板上的推杆孔采用 h8/f7 间隙配合,推杆的材料为 t8a，热 处理要求硬度 hrc50。 因为斜推杆在向上运动时有两个方向的运动，一个是竖直向上的运动，一 个是水平方向上的运动，所以在推杆固定板上镶有一个小镶块，以提供斜推杆 在水平方向上的移动，移动的距离 s 如下式算得： s=htg5=27tg5=2.362mm 式中 h 是斜推杆向上运动的距离，此处也就是开模距离。斜滑块的具体结 构和尺寸如下图 4-5-2 所示： 图 4-5-2 斜滑块 4.5.2 浇注系统凝料脱模机构 浇道凝料通过拉料杆先从定模上脱下，因为用的是潜伏式浇口，在塑件被 顶出的时候，凝料与塑件分离，然后从动模上脱下。 第四章 注塑模具的设计 21 4.6 成型零件的设计 所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的 径向尺寸。 （包括矩形和异形型芯的长和宽） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。由 于随身听后盖须与随身听机身配合，所以只有随身听的边缘的榫才起着配合决 定性的作用，故需要计算相对于榫的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直 接按产品尺寸确定。因 abs 的成型收缩率为 0.40.7%,所以平均收缩率取 s=0.5%。 塑件尺寸的大小受制于以下因素：取决于用户的使用要求;受制于塑件的流 动性;受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。 4.6.1 型腔尺寸计算 如果是利用计算公式的话比较繁琐，且不能保证在生产中的精确性，我们 可以根据书中的经验值来取的。 型腔的径向尺寸: （lm）0+=（1+s）ls-(0.50.75) 0+=1.005ls-0.75 0+ 其中 lm 为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，ls 塑件的基本尺寸。塑件公 差为负偏差，s 为塑料的平均收缩率，z 为模具成型零件的制造公差取 1/41/6，模具型腔按八级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得： 型腔的内部长度：ls=112， （lm）0+=1.005112-0.75 0+ =112.040+0.01mm 型腔的内部宽度：ls=84, （lm）0+=1.00584-0.75 0+ =84.120+0.01mm 型腔的深度； hm=（1+s）hs-(1/31/2) 0+ 由于存在两个分型面，也就是塑件的高度不一样，所以型腔存在两个深度。 hs=7, hm1=1.0057-0.5 0+ =6.890+0.02mm hs=10, hm2=1.00510-0.5 0+ =9.740+0.02mm 4.6.2 型芯尺寸计算 型芯的径向尺寸： lm=（1+s）ls+3/4-0 其各字母的含义与前相同， 型芯按八级精制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 型芯的长度：ls=112mm, （lm）0+=1.005112+0.75 -0 =110.50-0.23mm 型芯的宽度：ls=84mm, （lm）0+=1.00584+0.75 -0 =82.50-0.23mm 型芯的高度： hm=（1+s）hs+(1/31/2) -0 hs=40 hm1=1.00540+0.5 -0 =40.50-0.02mm 4.6.3 型腔壁厚的校核 为实现高性能的目的；选用模具型腔材料应具有高耐磨性，高耐蚀性，良 好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型 要小，但不需要耐腐蚀性，因为 abs 没有腐蚀性。可以采用 4cr5mov1si，经 过调质，淬火加低温回火，正火。hrc50-55。因为随身听后盖的形状不规则， 所以型腔的平均壁厚为：30mm。 根据大型模具按刚度条件设计，按强度校核；小型模具按强度条件设计， 按刚度校核原则： 侧壁厚度计算公式：s() 4 e cph 3 1 =(130104/2.11050.04)1/3 =7.09mm 式中 c-与型腔深度对型腔侧壁长边之比 h/l1 有关的系数，查表 c=1； p-型腔压力，p 取 30mpa； h- 型腔深度，h=10mm； e-模具材料的弹性模量（mpa）,e 取 2.1105 -刚度条件，即允许变形量（mm） ，取 =0.04 设计时平均壁厚为 30mm,所以符合要求。 4.7 合模导向和定位机构的设计 导柱导向机构设计要点： （1）小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采用等径且对 称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对 称布置的形式。 （2）直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用 于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机 构的导向中。 （3）导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板 边缘的距离 一般取导柱固定端的直径的 11.5 倍； （4）导柱常固定在方便脱模取件的模具部分 （5）为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑 第四章 注塑模具的设计 23 槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角， （6）导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出 68mm，以确保其导向 作用。 （7）应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将 影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。 （8）导柱工作部分的配合精度采用 h7/f7（低精度时可采用 h8/f8 或 h9/f9） ；导柱固定部分的配合精度采用 h7/k6（或 h7/m6） 。导套与安装之间一 般用 h7/m6 的过渡配合，再用侧向螺钉防止其被拔出。 （9）对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的 导向孔配合。 导柱、导套是标准件，尺寸和结构查模具设计与制造简明手册可得， 其配合的结构如图 4-7 所示： 图 4-7 导柱导套配合图 4.8 支撑零部件的设计 动模坐板、动模支撑板等都是标准件，查手册即可得到其结构和尺寸，这 里主要看一下推杆固定板的结构和尺寸，如图 4-8 所示： 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 24 图 4-8 推杆固定板图 4.9 冷却系统的设计 模具温度（模温）是指模具型腔和型芯的表面温度。不论是热塑性塑料还 是热固性塑料，模具温度对塑料制件的质量和生产效率都有很大影响。冷却系 统的设计主要是为了在完成注射后，加快产品的冷却，提高生产的效率，缩短 成型周期。冷却系统的设计遵循以下原则 冷却水道数量尽量多，冷却通道孔径尽量大。 1 为了使型腔表面的温度分布趋于均匀，防止塑件不均匀收缩和产生残余应 力，在模具结构允许的情况下，应尽量多设冷却水道，并使用较大面积的截面。 各冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等。 2 一般情况下，冷却水道直径、冷却水道到型腔表面的最短距离和冷却水道 之间的间距采用 1:3:5 的原则。水道孔边至型腔表面的距离应大于 10mm。 浇口处加强冷却。 3 一般在浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此浇口附近应加强冷 却，通常将冷却水道的入口设置在浇口附近，使浇口附近的模具在较低的温度 下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换的温水的作用下冷却。 冷却水道出入口温差应尽量小。一般出入口的温差控制在 56 度，冷却 4 效果最佳。 冷却应沿着塑料收缩的方向设置。对收缩率较大的塑料，冷却水道应尽 5 第四章 注塑模具的设计 25 量沿着塑料收缩的方向设置。 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。 6 冷却水路不应通过镶件与模板的接缝处，以防漏水。 7 水管接头的部位，应设置在不影响操作的位置。堵头藏深至少 8mm，喉 8 嘴根据客户要求制造在凹入或凸出模外。 4.10 模架的选择 根据以上设计的结构和大致的估算，我选择如图为 5-11 的模架。模架为单 分型面结构，查中国模具设计大典 ，选择 315355 的 a2 型标准模架，闭模 高度为 162mm,其结构如图 4-10 所示： 图 4-10 模架图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 26 第五章 模具的装配 5.1 模具装配的要求 装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、 寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将 合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装 配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各 精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。 塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动 模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工， 先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间用垫 片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗导柱和 导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架 的。 浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为 0.05 0.15 毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模 中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。 为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽， 由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。 5.2 模具的装配顺序 确定装配基准； 1 装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净； 2 调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以 3 保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于 80%，间隙不得小于溢料最小值， 防止产生飞边； 在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查； 4 组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象； 5 组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧 6 固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但 应防止进入系统中； 试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 7 试模步骤如下： 模具预热 1 模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外 部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。 第五章 模具的装配 27 2)筒和喷嘴的加热 根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。 3)工艺参数的选择和调整 根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参 数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。 4)注塑 在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑 件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达 到最佳状态。 模具的维护:模具在不断的使用，那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起 8 到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正 常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的 彻底报废。 最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程 9 中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油 进行热装，油的温度不得超过 1000c。 5.3 开模过程分析 塑件注塑成型后在模内冷却一段时间，然后开模，此时塑件与定模分开， 浇道的凝料被拉料杆拉住，随同塑件一起与定模分开，然后推杆向上运动，将 塑件从动模上顶出，因为是潜伏式浇口，所以此时凝料与塑件分离，塑件推出， 凝料手动取出即可。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 28 第六章 总结与展望 总结 通过本次毕业设计，使我对产品分析、模具设计、模具制造工艺、模具装 配与调试、模具材料的选用、二维及三维参数化设计等知识有了系统的认识和 把握。同时，使我深刻体会到了模具从产品工艺和结构分析到整副模具的设计 及制造过程的一体性，以及各个部分数据的相关性和经验在模具设计中的重要 性。在这个忙碌充实的探索过程中我受益匪