多功能笔架盒塑料件注射模设计【侧抽芯】【22张图纸】【全套图纸】【优秀】
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多功能笔架盒塑料件注射模设计
57页-21000字数+说明书+开题报告+任务书+答辩稿PPT+22张CAD图纸
任务书.doc
多功能笔架盒塑料件注射模设计开题报告.doc
多功能笔架盒塑料件注射模设计答辩稿PPT.ppt
多功能笔架盒塑料件注射模设计论文.doc
装配图.dwg
设计图纸22张.dwg
选题审题表.doc
本文详细地阐述了多功能笔盒架注射模具的设计过程。设计了注射模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对塑料材料性能进行了分析，选择合适的注射机。根据塑件的产品数量要求，以及结构要求，该模具采用一模二腔。整个设计过程使用UG软件进行参数化设计，使整个模具设计过程简单明了。利用Mlodflow软件进行模流分析，为模具设计和成型工艺的确定提供参照依据。使用UG软件设计成型零件以及非标零件，从而进行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、开模、模架的选择等设计工作。同时应用UG软件可快捷地将三维图转化为二维工程图，直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽芯滑块机构，也构成了本次模具设计的主要内容。
关键词 塑料模具 侧抽芯 注射模 注射机 模架
目 录
前言1
第一章 塑料模的功能2
第二章 塑件成型工艺分析3
2.1 拟定制品成型工艺3
2.2 热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺3
2.2.1 聚丙烯的注射成型工艺参数3
2.2.2 聚丙烯材料综合性能分析4
第三章 拟定模具结构形式5
3.1 分型面位置的确定5
3.2 确定型腔数量及排列方式6
第四章 注塑机型号的确定7
4.1 注射量的计算7
4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算7
4.3 选择注射机8
4.4 有关参数的校核10
第五章 浇注系统形式和浇口的设计12
5.1 浇注系统的设计12
5.1.1 主流道设计14
5.1.2 分流道的设计16
5.2 浇口的设计18
5.2.1浇口设计的技术要求18
5.2.2浇口尺寸的确定20
5.3 冷料穴的设计21
5.4 拉料杆的设计22
5.5 浇注系统的平衡22
5.5.1 分流道平衡23
5.5.2 浇口平衡23
第六章 模架的确定和标准件的选用24
6.1 模具各个板料尺寸的确定24
6.1.1 定模座板24
6.1.2 定模板25
6.1.3 动模板25
6.1.4 动模垫板25
6.1.5 垫块25
6.1.6 动模座板26
第七章 合模导向机构的设计27
7.1 导向结构的总体设计27
7.1.1 导柱的设计27
7.1.2 导套的设计28
第八章 脱模推出机构的设计29
8.1 脱模推出机构的设计原则29
8.2 制品推出的基本方式29
8.3 塑件的推出机构29
8.4 推杆推出机构的设计要点30
8.5 复位机构设计31
第九章 抽芯机构设计32
9.1 侧向分型与抽芯机构的分类32
9.2 斜导柱抽芯机构的设计32
9.2.1 斜导柱的倾斜角的确定33
9.2.2 侧向抽心力的计算33
9.2.3 斜导柱的弯曲力的计算33
9.2.4 斜导柱直径的计算34
9.2.5 斜导柱的长度计算34
9.2.6 锁紧楔的设计35
第十章 成型零部件的设计36
10.1 成型零件的结构设计36
10.1.1 凹模的结构设计36
10.1.2 凸模的结构设计37
10.2 成型零件工作尺寸的计算38
10.2.1 响工作尺寸的因素38
10.2.2 成型零件工作尺寸的计算39
10.3 成型零件强度计算41
10.3.1 型腔侧壁厚度计算41
第十一章 排气系统的设计43
11.1 排气设计的要点43
11.2 排气系统的几种方式43
第十二章 温度调节系统设计45
12.1 加热系统设计45
12.2 冷却系统设计45
12.2.1冷却系统的设计原则45
12.2.2 冷却回路的布置:46
12.3 型芯的冷却47
12.4 冷却系统的有关计算：47
结束语49
致 谢50
参考文献51
分型面位置的确定
分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。
分型面的选择应注意以下几点：
A．不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品；
B．有利于保证塑件的精度要求；
C．有利于模具加工，特别是型腔的加工；
D．有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；
E．便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。
（1）多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。
（2）多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。
该塑件外观质量要求较高，并可以看出：分型面的位置、塑件推出机构的痕迹、浇口为侧浇口。可初步拟定双型腔单分型面的结构。
根据塑件的结构形式，分型面选在笔架盒上下面的最大轮廓处为分型面，如图3.1所示。 一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若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，
多功能笔盒架塑件属于中型塑件，大批量生产。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，初定为一模两腔的模具型式。根据塑件的形状，以及塑件材料聚丙烯的综合性能，本设计采用一模两腔的形式。 注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。
- 内容简介：
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南京工程学院毕业设计任务书南京工程学院 学院 数控加工与模具设计 专业设 计 题 目 多功能笔架盒塑料件注射模设计 学 生 姓 名 董思建 班 级 10模具（本） 起 止 日 期 2012.2.06 2012.4.26 指 导 教 师 赫英歧 教研室主任 赫英歧 发任务书日期 2012年 2 月26日1.毕业设计的原始数据： （1）产品图； 2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)：零件外形尺寸小，结构简单，但尺寸公差和形位公差要求较高，需对该零件进行冲压成形工艺方案论证，设计合理的模具结构。本题目要求学生具有较强的模具设计能力及创新能力，并熟练运用AutoCAD等软件进行计算机绘图，会查阅相关设计资料及手册。3.毕业设计应完成的技术文件：（1）开题报告一份（文献综述、调研报告、方案论证、完成课题的基本思路及进程计划等）；（2）外文翻译；（3000字以上）（3）毕业设计图纸不少于A0 2张；其中要求完成产品二维图、三维图以及模具二维图的绘制。（4）设计说明书一份；4.主要参考文献：（1）王孝培冲压手册M机械工业出版社，2004（2）高锦张，贾俐俐塑性成形工艺与模具设计M机械工业出版社，2006（3）杨占尧冲压模具图册M高等教育出版社，20045.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起 止 日 期工 作 内 容备 注第一周第二周第三周第四周第五周第六周第七周第八周第九周第十周第十一周第十二周第十三周第十四周第十五周查阅国内外资料及阅读文献外文翻译及撰写开题报告外文翻译及撰写开题报告外文翻译及撰写开题报告完成零件造型及二维图的绘制确定毛坯排样图和工序排样图进行冲压工艺分析模具总图的设计与绘制模具总图的设计与绘制模具总图的设计与绘制模具零件结构的设计模具零件结构的设计撰写毕业设计说明书撰写毕业设计说明书答辩教研室审查意见： 室主任 2012年2月8日系部审查意见： 教学主任 2012年2月23日南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称： 多功能笔架盒塑料件注射模设计 学 生 姓 名： 董思建 指 导 教 师： 赫英歧 所 在 学 院： 江苏财经职业技术学院 专 业 名 称： 数控加工与模具设计 南京工程学院2012年 2月 28 日说 明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名董思建学 号0888102020014专 业数控加工与模具设计指导教师姓名赫英歧职 称讲师所在学院江苏财经职业技术学院课题来源自拟课题课题性质工程技术研究课题名称多功能笔架盒塑料件注射模设计毕业设计的内容和意义1主要内容： （1）编写模具技术要求、订料表；（2）使用UG软件进行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。掌握流道平衡设计。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成与模具相关资料的外文翻译。（4）掌握模具钢的使用情况，了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握新软件使用和模具加工的新工艺。（5）利用模具分析进行熔体模拟流动分析，优化模具设计结构。2毕业设计的意义：毕业设计是在教师的指导下，运用已学的知识、独立进行科学研究活动，学会分析和解决学术问题的方法，锻炼解决某一学术问题的能力。是对我们的知识能力进行一次全面的考核，同时也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后工作打下良好的基础。进行毕业设计是对我们进行最后一次知识的全面检验，是对我们基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试，这是进行毕业设计的第一个目的。我们在学习期间，已经按照学校的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，每门课程也都经过了考试或考查。学习期间的这种考核是单科进行，主要是考查我们对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。但毕业设计则不同，它不是单一地对我们进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力，是培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能，研究和解决问题的能力。是让我们对四年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。通过这个过程，锻炼了我们的思维能力、动手能力，并加深了我们掌握知识的深度模具做为工业之母，其重要性无需多言，包括我国在内的众多国家都将其单列出来作为一个大的行业，而随着塑料制品的大规模应用，塑料注射模具更在这一行业中占了很大的比例。但很可惜的是，由于历史的原因，我过在这一行业，与西方发达国家之间有着很大的差距，但这种差距并非不可弥补的，做为21世纪的国家青年，从大一开始，我就决定为此而努力，所以现在，我理所当然的选择了注射模具毕业设计这毕业设计的内容和意义文献综述一课题。我这次毕业设计的课题具体说是多功能笔架盒塑料件注射模设计，多功能笔架盒属于日用品产品，具有复杂的曲面，要求有良好的外观质量。因此，分型面，浇口的位置要选择适当，需要借助UG软件进行分模设计，并完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。这些实践将对我今后的工作益处甚多。在大学期间，我努力学习本专业知识，打下良好的理论基础，并能坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料，积极开展调研论证,此外，还充分利用课余时间，系统学习过moldflow，Mastercam，UG等软件，但这些还是远远不够的。没有经过实践的检验，一切都是纸上谈兵。只有通过毕业设计，才能更深切的理解，更灵活的运用这些专业知识。至于那些软件，也只有通过设计过程中的反复运用，才能熟练运用。通过本次设计，应使我在下述基本能力上得到培养和锻炼： 塑料制品的设计及成型工艺的选择； 一般塑料制品成型模具的设计能力； 塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力； 了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。在本次多功能笔架盒模具设计毕业设计中，我可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加工及分析技术，提高了学生的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了实际工作前的一次全过程模拟。由于模具成型方式具有生产效率高，产品质量稳定，可节约材料及生产成本低等特点，发展模具工业已成为当代促进塑料制品及机电产品优质廉价生产的重要手段。随着国民经济的高速发展和模具使用的日益广泛，模具工业己成为现代工业的基础，被称为“工业之母”。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。工业发达国家对模具工业极为重视，早在50年代就已使模具摆脱了依附和从属的地位，使之成为一个独立的工业部门。从工业产值对比来看，经济发达国家的模具总产值早己超过了机床的总产值。如日本，1987年模具总产值为124亿美元，而机床总产值为102亿美元:1991年前者为131亿美元，后者为120亿美元。我 国模 具 设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多。 其主要原因是:一方面我国塑料模具设计与制造大多数仍依赖于设计人员的经验和工艺人员的技巧，先进的模具CAD/CAE/CAM 软件的应用不够广泛，技术不成熟;而在欧美，模具CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍采用的技术，该技术已较成熟;另一方面，我国塑料模具的标准化程度和应用水平与国外工业发达国家相比存在着较大差距，塑料模具零件的标准化、专业化程度和商品化水平亦较低。塑料制品的使用越来越泛，在很多方面，它己成为金属制品的替代物。塑料模具文献综述作为成型方式中的一种，是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着 塑 料 工业的迅猛发展，人们对塑料制品的质量要求越来越高，外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂，而且产品品种多、更新快、价格低，市场竞争剧烈。据统计， 日本一万多家模具企业中，生产塑料模具的就占40%;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43%。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节，也是批量产品得以投放市场的先决条件。在塑料模具中，由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适用于高效率、大批量的自动化生产方式，使其在塑料模中的占用量超过了50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求，模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来。在今天这样激烈竞争的环境中，客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期，成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比，模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见，缩短这些常用零部件的设计时间，能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此，对引进CAD/CAE/CAM系统，进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库，充分地发挥计算机和CAD软件的功能，才能达到缩短模具设计周期，提高模具设计水平的目的，使科学技术转化为实实在在的生产力。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，塑料模CAD/CAE/CAM技术的重要性正逐渐被模具界所认识，其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计，在国外，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的75% ，在我国，注射模CAD技术也在不断地应用和推广中。国外注射模CAD技术发展很快，从70年代起，注射模CAD/CAE/CAM技术就成为热门的研究课题，注塑流动模拟和冷却分析软件中比较突出的有美国AC-Tech公司的C-MOLD软件、澳大利亚Moldflow公司的MOLDFLOW软件:三维模具CAD/CAE/CAM集成软件中比较突出的有美国PTC公司的Pro/E软件、美国UGS公司的UG软件、法国达索公司的CATA软件等等。我国在开发注射模CAD技术上起步较晚，但经过不断的努力，一些 大学和研究所已有长足的进步，并取得了一批科研成果。通过引入国外先进的CAD/CAE/CAM软件，并在此基础上对其进行消化吸收与进一步的二次开发，实践证明是提高我国制造业水平的有效途径之一。利用CAD/CAE/CAM技术来改造注塑模传统的设计制造方法，可以明显提高模具设计效率文献综述研究内容率和质量，缩短模具制造周期，能尽快缩小国内模具水平与国外的差距。据统计一，采用模具CAD/CAE/CAM技术进行模具设计、制造，设计时间缩短了50%，制造时间缩短了30%，模具成本下降了10%。由于模具设计质量提高，可靠性增强，零件加工精度得到保证，模具装配与返修时间能大幅度地缩短参考文献1 王刚，单岩.MOLDFLOW模具分析应用实例M.北京：清华大学出版社，20052 陈立亮.材料加工CAD/CAE/CAM技术基础M. 北京：机械工业出版社，20073王刚，单岩.MOLDFLOW模具分析应用基础M.北京：清华大学出版社，20054屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.第2版.北京：高等教育出版社，20075马文琦，孙红镱.塑料成型模拟软件技术基础与应用M.北京：中国铁道出版社，20066黄虹.塑料成型加工与模具M. 北京：化学工业出版社，20047李志刚.中国模具设计大典（第一卷）M.南昌：江西科学技术出版社，20038吴兆祥主编. 模具材料及热处理M. 北京： 机械工业出版社.20009 陈志刚主编塑料模具设计北京：机械工业出版社，2003年2月10 刘鸿文主编材料力学第四版 北京：高等教育出版社 2004年11 Mechanical Fault Diagnosis and Condition Monitoring Collacott R A London:Chapman and Hall, 197712 Bill Davies.Serge Jonnaert：Guide to Better Hot Runner Control White Paper，MoldflowCorporation，March 2004.1. 设计、研究思路：本毕业设计分以下步骤进行；（a）认真跟老师沟通，了解所要设计的产品；(b)复习以前学过的知识，理顺设计的大概思路；(c)查阅大量资料，细致化自己的思路；(d)查阅网上最新资料，开动脑筋，看能不能走出自己的路；(e)跟老师沟通，看有无出错；（f）熟悉各类软件，如AutoCAD，UG，MOLDFLOW 等; (g)完成毕业设计的一系列任务；2课题研究的主要内容：图1.1为多功能笔架盒零件图，零件虽小，但有着复杂的外形和光滑的外表，在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发尽量简化模具的结构。多功能笔架盒厚度为5 多功能笔架盒mm，最大长度、宽度、高度分别为140，24.14，22.09研究内容mm，70mm,70mm,要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕、银丝和流痕，同时不产生明 显的翘曲变形。该塑件材料为PP，收缩率为2%。由于零件的外形尺寸很小，为了提高生产效率，故采用一模2腔成型。为避免分模的接合痕迹留在塑件的表面而影响外观，模具的分型面设置在顶面的下曲面。对于孔的截面与分模方向相垂直的，一般采取碰穿的方式。由于塑件的下部的侧面存在侧孔，必须采用侧向抽芯机构来实现。3解决的关键问题本塑件主要有两个曲面结构，一个加强筋，及带有侧孔的中空四棱柱组成。且相应部位有倒角。有可能遇到的主要问题：1）确定型腔的数目；2）确定浇注系统；3）型腔的布置；4）选择分型面； 5）侧孔的成型；6）确定脱模方式； 7）确定开模方向； 8）塑料充模的流动分析。这些问题都是设计该模具的关键问题，在设计过程中，本人将通过查阅有关文献资料来解决。4预期成果（1）该塑料件模具技术要求一份、订料表文件一份；（2）开题报告一份、外文翻译资料一份；（3）3D开模图一份；（4）2D装配图一份和零件图若干份（不少于2张A0图纸）；（5）毕业论文一份；（6）熔体模拟流动分析，优化模具设计结构报告；研究计划第一周 调研、图书馆查找与毕业设计有关资料；第二周 熟悉模具设计方法和现代模具加工技术；第三周 撰写开题报告；第四周 英文文献资料的翻译；第五周 熟悉CAD及PRO/E软件的使用；第六周 模具结构方案的确定和设计；第七周 开模3D图完成；第八周 模具技术要求、订料表的完成；第九周 2D总装图的绘制及修改；第十周 若干零件图的绘制及修改；第十一周 完成熔体模拟流动分析，优化模具设计结构；第十二周 毕业论文的撰写；第十三周 毕业论文的撰写；第十四周 修改论文，制作论文PPT，准备答辩；第十五周 毕业答辩特色与创新随着计算机技术的不断发展，模具CAD/CAM/CAE技术及其应用日趋成熟，模具CAD/CAM技术日益深入人心，并且发挥着越来越重要的作用。因此，对于大型复杂的模具设计是必不可少的技术。在本次毕业设计，本人将全部应用CAD/CAE/CAM技术来设计与制造模具。在模具设计方面，应用PRO/E软件对模具型芯和型腔进行3D分模，并完成三维模具总装图；使用MOLDFLOW软件对注射成型过程进行了3D数值模拟，从而优化了模具结构。由于学习该软件需要一定的塑件成型实践知识，在使用上要多查阅这方面的资料。指导教师意 见研究方向明确，思路清楚，同意开题。 指导教师签名： 2012年 3 月 2 日教研室意见 主任签名： 2012 年3 月 4日学院意见 教学主任签名： 2012 年 3月 5 日设计题目水彩笔注塑模设计设计者 2013年4月28日 塑件成型工艺分析 选择聚苯乙烯为该塑件的材料 聚聚苯乙烯材料综合性能分析 分型面的确定 根据塑件的形状特征选择底部为塑件的分型面 分型面示意图 浇注系统的设计 主流道的设计 1 主流道2 分流道3 冷料穴 浇口套和冷料穴 浇口套 冷料穴 注塑机型号的确定 根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值 确定选用SZY 300卧射机 浇注系统形式和浇口的设计 浇注系统的设计 1 主流道设计 2 分流道的设计 3 浇口的设计 模架的确定和标准件的选用 根据模架的组合形式 GB T12555 2006 再结合塑件的尺寸大小选择代号2740的模架 脱模推出机构的设计 塑件的推出机构根据塑件结构形状的需要采用推杆和推管结合的推出机构如图所示 推管推出机构 推杆推出机构 抽芯机构设计 温度调节系统设计 冷却系统设计冷却回路的布置如图所示 模具工作原理 敬请各位老师批评指正谢谢 南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 董思建董思建 学 号：088810202014088810202014学 院： 江苏财经职业技术学院江苏财经职业技术学院 专 业： 数控加工与模具设计数控加工与模具设计 题 目： 多功能笔架盒塑料件注射模具设计多功能笔架盒塑料件注射模具设计 指导者： 评阅者： 2012 年 4 月 南 京南京工程学院毕业设计说明书（论文） I毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要本文详细地阐述了多功能笔盒架注射模具的设计过程。设计了注射模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对塑料材料性能进行了分析，选择合适的注射机。根据塑件的产品数量要求，以及结构要求，该模具采用一模二腔。整个设计过程使用 UG 软件进行参数化设计，使整个模具设计过程简单明了。利用 Mlodflow 软件进行模流分析，为模具设计和成型工艺的确定提供参照依据。使用 UG 软件设计成型零件以及非标零件，从而进行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、开模、模架的选择等设计工作。同时应用 UG 软件可快捷地将三维图转化为二维工程图，直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽芯滑块机构，也构成了本次模具设计的主要内容。关键词 塑料模具 侧抽芯 注射模 注射机 模架南京工程学院毕业设计说明书（论文） II毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）外外文文摘摘要要Title: Multifunctional pen rack box of injection mold designAbstract This paper expatiates a multi-function pen boxes frame injection mould design process. The design of injection mould includes pouring system, orientation and the position of the institutions, side parting and core-pulling mechanism. The plastic material properties are analyzed, and the injection machine is choosed appropriately. According to the number of plastic parts product requirements, and the structural requirements, the mould cavity with the two. The whole mould is designed by UG software, it makes the whole mold design process more simpler and clearer. Mlodflow software mold flow analysis can provides reference basis for the design and forming technology. Using UG software design molding parts and non-standard parts, and thus for all aspects of the parametric design, includes mold parting, and the formation of components, assembling, mode testing, mold opening, choice of formwork. At the same time using UG can easily transfer a 3d figure into a 2d engineering graphics, which can directly be used in producing. According to the characteristics of the plastic parts, the mould includes a side core-pulling slider mechanism, and this forms the main content of the design.Keywords plastic mold injection mold injection side core pulling machine mold 南京工程学院毕业设计说明书（论文） III 目目 录录前言.1第一章 塑料模的功能.2第二章 塑件成型工艺分析.32.1 拟定制品成型工艺.32.2 热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺.32.2.1 聚丙烯的注射成型工艺参数.32.2.2 聚丙烯材料综合性能分析.4第三章 拟定模具结构形式.53.1 分型面位置的确定 .53.2 确定型腔数量及排列方式.6第四章 注塑机型号的确定.74.1 注射量的计算.74.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算.74.3 选择注射机.84.4 有关参数的校核.10第五章 浇注系统形式和浇口的设计.125.1 浇注系统的设计.125.1.1 主流道设计.145.1.2 分流道的设计.165.2 浇口的设计.185.2.1 浇口设计的技术要求 .185.2.2 浇口尺寸的确定 .205.3 冷料穴的设计.215.4 拉料杆的设计.225.5 浇注系统的平衡.225.5.1 分流道平衡.235.5.2 浇口平衡.23第六章 模架的确定和标准件的选用.246.1 模具各个板料尺寸的确定.246.1.1 定模座板.246.1.2 定模板.256.1.3 动模板.256.1.4 动模垫板.25南京工程学院毕业设计说明书（论文） IV6.1.5 垫块.256.1.6 动模座板.26第七章 合模导向机构的设计.277.1 导向结构的总体设计.277.1.1 导柱的设计.277.1.2 导套的设计.28第八章 脱模推出机构的设计.298.1 脱模推出机构的设计原则.298.2 制品推出的基本方式.298.3 塑件的推出机构.298.4 推杆推出机构的设计要点.308.5 复位机构设计.31第九章 抽芯机构设计.329.1 侧向分型与抽芯机构的分类.329.2 斜导柱抽芯机构的设计.329.2.1 斜导柱的倾斜角的确定.339.2.2 侧向抽心力的计算.339.2.3 斜导柱的弯曲力的计算.339.2.4 斜导柱直径的计算.349.2.5 斜导柱的长度计算.349.2.6 锁紧楔的设计.35第十章 成型零部件的设计.3610.1 成型零件的结构设计.3610.1.1 凹模的结构设计.3610.1.2 凸模的结构设计.3710.2 成型零件工作尺寸的计算.3810.2.1 响工作尺寸的因素.3810.2.2 成型零件工作尺寸的计算.3910.3 成型零件强度计算.4110.3.1 型腔侧壁厚度计算.41第十一章 排气系统的设计.4311.1 排气设计的要点.4311.2 排气系统的几种方式.43第十二章 温度调节系统设计.4512.1 加热系统设计.45南京工程学院毕业设计说明书（论文） V12.2 冷却系统设计.4512.2.1 冷却系统的设计原则 .4512.2.2 冷却回路的布置:.4612.3 型芯的冷却.4712.4 冷却系统的有关计算：.47结束语.49致 谢.50参考文献.51南京工程学院毕业设计说明书（论文） 1前言前言模具行业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的设计流程 ，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数目的确定、型腔的排列布局、流道布局以及浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧向分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具行业相关工作 打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，特别是指导老师的悉心指导，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2第一章第一章 塑料模的功能塑料模的功能模具是利用其特定形状去成型具有一定 形状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料 模。塑料模优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，具有决定性的影响 。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的 “三大支柱 ” 。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求， 具有十分重要的意义 。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占 80%。由此可知，推动模具技术的进步应是 刻不容缓 的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，标志一个国家工业化的发展程度。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3第二章第二章 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析2.12.1 拟定制品成型工艺拟定制品成型工艺该制品是 笔盒架，如图 2.1 所示，生产批量大。材料为绝缘性能较好的聚丙烯，成型工艺性能好，可以注射成型。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。 图 2.1 塑件2.22.2 热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺热塑性塑料聚丙烯的注射成型工艺注射成型工艺过程 :（1）预烘干 装入料斗 预塑化注射装置准备注射 注射保压冷却脱模塑件送下工序（2）预热、清理模具 涂脱模剂 合模注射2.2.12.2.1 聚丙烯的注射成型工艺参数聚丙烯的注射成型工艺参数南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4表 2.1 塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容温度 80100注射时间2060预热和干燥时间 12 h保压时间03后段160180冷却时间2090中段180200成型时间/s总周期50160料筒温度/前段200220螺杆转速48 r/ min喷嘴温度/190200方法/水或油模具温度/8090温度/90100注射压力7001000后处理时间/h410 2.2.22.2.2 聚丙烯材料综合性能分析聚丙烯材料综合性能分析（1）结晶料， 吸湿性小 ，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解。（2）流动性极好（溢边值为 0.03mm 左右） ，但成型收缩范围和收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强。 。（3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度。料温低，方向性明显，低温高压时尤其明显。模具温度低于50时，塑件无光泽，易产生熔接不良、流痕， 90以上已发生翘曲变形。（4）塑件壁厚应均匀，避免缺口、尖角，以防止应力集中。（5）聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路。表 2.2 聚丙烯综合性能性能名称数 值性能名称数 值密度 g/cm0.900.91弹性模量 MPa0.840.95比容 cm/g1.101.11弯曲强度 MPa67.5吸水率%（24h）0.010.03硬度 HB9.65 R95105收缩率%1.03.0体积电阻率 .cm1016熔点C170176击穿电压 Kv/mm30热变形温度C0.46MPa 1021151.85MPa 5667冲击强度 kJ/m无缺口 78缺口 3.54.8抗拉屈服强度 MPa37介电系数 60Hz10 Hz2.32.46南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5第三章第三章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式3.1 分型面位置的确定分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点：A不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品；B有利于保证塑件的精度要求；C有利于模具加工，特别是型腔的加工；D有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；E便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（1）多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。（2）多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。该塑件外观质量要求较高，并可以看出：分型面的位置、塑件推出机构的痕迹、浇口为 侧浇口。可初步拟定 双型腔单分型面的结构。根据塑件的结构形式，分型面选在 笔架盒上下面的最大轮廓处 为分型面，如图 3.1 所示。 图 3.1 分型面位置南京工程学院毕业设计说明书（论文） 63.23.2 确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求） ，形状简单，又是大批量生产时，若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，多功能笔盒架 塑件属于 中型塑件，大批量生产。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，初定为一模 两腔的模具型式。 根据塑件的形状，以及塑件材料聚丙烯的综合性能，本设计采用一模 两腔的形式。图 3.2 型腔布局南京工程学院毕业设计说明书（论文） 7第四章第四章 注塑机型号的确定注塑机型号的确定注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。4.14.1 注射量的计算注射量的计算通过 UG 建模 moldflow 分析，可得出塑件质量为 111.445 克，塑件体积V为 140.5，曲面表面积为 302。流道凝料m 3.24 克，可按塑件质量的 0.6 倍来计算。3cm2cm从上述分析中确定型腔为一模两腔，所以注射量为：按体积算 ： V= 2V1+V废料 (4.1)=140.52+140.520= 309.13cm按质量算： M=2M1+M废料 (4.2)=222.89+111.44520=245.179 g4.24.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算经 moldflow 分析注射过程锁模力如图所示：南京工程学院毕业设计说明书（论文） 8图 4.1 锁模力分析图经上图分析注射过程所需的最大锁模力为8.08。MPa流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A 在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，大概是每个塑件在分型面上的投影的0.2-0.5 倍。因此可以采用 0.4nA1 来进行估算。所以 A= nA1+0.4 nA1 (4.3) =1.4 nA1 =2027360 2mm4.34.3 选择注射机选择注射机塑件成型所需要的注射量应小于所选注射机的注射容量。可按注射容量、锁模力、模具闭合时的厚度等来确定注射机的型号，还可以参照 moldflow 分析的压力图， 如下图所示：南京工程学院毕业设计说明书（论文） 9图 4.2 压力分析图根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，确定选用SZY300卧射机（上海塑机厂）。其参数如表 4.1 所示：表 4.1 SZY300 卧式注射机主要技术参数名 称单 位数 值名 称单 位数 值公称注射量3cm320模板尺寸mm620520螺杆（柱塞）直径mm60拉杆空间mm400300注射压力MPa47合模方式液压机械注射行程mm150油泵流量L/min103.9、12.1注射时间s2.5油泵压力Mpa7螺杆转数R/min1590机器外形尺寸m6.51.320注射方式螺杆式螺杆驱动功率kW7.8合模力kN1500加热功率kW6.5最大成型面积3cm机器重量t4.5南京工程学院毕业设计说明书（论文） 10 （续）4.44.4 有关参数的校核有关参数的校核1. 型腔数量的校核（1）由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 n n= (4.4)21(/3600)/KMtmm=0.8 20 116.77 3600/3600-3.45111.445= 16.7 2 所以，所设定的型腔数符合要求，合格。上式中， k-注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 M-注射机的额定塑化量，取 20g/s t-成型周期，取 116.77s其它的安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定之后方可进行。（2）按注射机的最大注射量校核型腔数量n： =3.6 (4.5)21()/nnKmmm 上式右边=3.62（符合要求）式中 Mn注射机允许的最大注射量（g 或 cm）（3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量n： =2.8 (4.6)21()/nFPApA 上式右边=2.82 （符合要求）模板最大行程mm340电动机功率kW17模具最大厚度mm355资料提供单位上海塑机厂模具最小厚度mm285喷嘴球半径mm18喷嘴孔直径mm4南京工程学院毕业设计说明书（论文） 11 式中 F注射机的额定锁模力（N） A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm） A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm） p塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）一般是注射压力的 80%2. 注射机的校核（1）注射压力的校核：该注射机的注射压力为47MPa，经分析聚丙烯的注射压力为 7 Mpa，所以能够满足要求。（2）注射量以及锁模力在上面已经校核，符合要求。 模具厚度的校核：模具厚度H 必须满足： Hminmax该模具厚度为 H=30+45+90+30+80+30 (4.7)=305mm（符合要求）式中 Hmin注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距 Hmax注射机允许的最大模厚（3）开模行程的校核： SmaxS=H1+H2+（510） (4.8) 上式右边 S=20+85+10 =115mm（符合要求） 式中 Smax注射机最大开模行程（mm） H1推出距离（脱模距离） （mm） H2包括浇注系统在内的塑件高度（mm）南京工程学院毕业设计说明书（论文） 12第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。它分为普通流道浇注系统和无流道凝料（热流道）浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，其包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。5.15.1 浇注系统的设计浇注系统的设计浇注系统是指从注射机的喷嘴到模具型腔的浇口这一段塑料流动的信道称为浇注系统。浇注系统由主浇道、分流道、冷料穴、浇口等组成。经 moldflow分析浇注系统如下图所示，图 5.1 浇注系统分析图1.浇注系统设计原则：（1）重点考虑型腔布局。（2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能大，弯折尽量少，表面粗糙度要低。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 13图 5.2 温度分析图（3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。（4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。（5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料” 。（6）排气良好。（7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。图 5.3 气穴分析图南京工程学院毕业设计说明书（论文） 14（8）保证塑件外观质量。（9）减少熔接痕 。图 5.4 熔接痕分析图（10）塑料熔体流动特性（充分利用热塑性塑料熔体的假塑性行为） 。5.1.15.1.1 主流道设计主流道设计1主流道是喷嘴熔融状态的塑料进入模具型腔时的首段信道，它的形状和尺寸直接影响塑料的流动速度及填充时间。主流道一般呈圆锥形，锥度一般为 26 度，其小端直径应大于喷嘴直径0.51mm，以便补偿与喷嘴对中的误差。主流道的最佳长度一般为3060mm。根据所选注射机，小端尺寸直径应为： d=注射机喷嘴尺寸+（0.51） (5.1) = 4 + （0.5 1）= 4.5 5 mm主流道球面半径应为： R=喷嘴球面半径+（12） (5.2)= 18 + 2 = 20 mm球面配合高度 h=35 取 h=5（mm）南京工程学院毕业设计说明书（论文） 152主流道衬套的设计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，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如：T8A、T10A 等，热处理硬度为 5357HRC。主流道衬套和定位圈设计成 分体式，用于中型模具。 小型模具设计成分体式。但由于该模具主流道较长，设计成分体式较宜。 为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成分体式。主流道长度取 50mm，约等于定模板（型腔板）的厚度。 （见模架的确定和装配图） 图 5.5 主流道衬套主流道衬套材料采用 45 钢，热处理淬火或表面硬度为5355HRC。本设计中，主流道与定模座板采用H7/k6 过度配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 16图 5.6 定位圈主流道的固定见装配图3. 主流道凝料有关计算主流道凝料体积为： V=dL (5.2) 4= （）5847+102 =3289.54 mm主流道剪切速率校核：由经验公式 : =3092.9 (5.3)33 . 3nRq33.3 225.9183.14 4.251s在 500-5000之间1s1s 式中，+ (5.4)塑件浇道qqq主q =3.4566+222.89 =225.918 R= (5.5)(7 10)/ 22=4.25 mm生产实践表明，当注射模具主流道的剪切速率在 500-5000之间，所成1s1s型的塑件的质量较好。所以本设计的主流道剪切速率符合要求。5.1.25.1.2 分流道的设计分流道的设计 1. 分流道布置形式：分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。本设计属于多型腔模具，必须设置分流道。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，本设计采用平衡式分流道。分流道尺寸及各级分流道的尺寸如图5-3 所示2分流道的形状及截面尺寸本课题采用半圆形断面分流道，在一块模板上，切削加工容易实现，且表面南京工程学院毕业设计说明书（论文） 17积不大，热量损失和阻力损失不太大。查相关资料，取标准值，半径为 4 的半圆。 流道截面形状及尺寸如图 5.7 所示图 5.7 流道截面图从理论上第二级分流道的截面尺寸可比第一级分流道截面尺寸小10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上和分流道采用一样的截面。3分流道的有关计算：分流道凝料体积 分流道长度 L=（20+20） 2=80 mm (5.6)分流道截面积 A=3.1442 /2=25.12 (5.7)2mm 分流道凝料体积 q=80 25.12=2009.6 (5.8)3mm分流道剪切速率校核： 根据经验公式：= 600.6 (5.9)33 . 3nRq1S在 500-5000，剪切速率校核合理1S1S其中，q= 225.918+6 = 231.918 3cm R=159.5mm=15.95cm (5.10)322cF 其中 F 为锁模力，F=8080 KN c 为半圆截面周长（10.28cm）分流道的表面粗糙度南京工程学院毕业设计说明书（论文） 18分流道的表面粗糙度要求不是很低， 一般取 0.8um1.6um 即可，因此，本设计取 1.5um。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，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，采用定模部分开有分流道。 5.25.2 浇口的设计浇口的设计浇口，又称进料口，是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最小部分。它使塑料熔体的流速产生加速度，以利于迅速充满型腔，同时还起封闭型腔防止熔体倒流的作用，并在成型后使浇口凝料与塑件易于分离。根据塑件的外部特征，外观表面质量要求比较高，要求看不到浇口的痕迹，塑件的外表面是光滑的， 而且塑件的体积相对较大， 因此本设计采用 侧浇口，在开模时浇口自行剪断，从外面看不到浇口。侧浇口的优点： 侧浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，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，且对各种塑料的成型适应性均较强 侧浇口的缺点： 有浇口痕迹存在，会使塑件形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。 5 5. .2 2. .1 1 浇浇口口设设计计的的技技术术要要求求1浇口位置的选择应遵循的原则： （1）避免制件上产生喷射等缺陷（避免喷射有两种方法：a 加大浇口截面尺寸，降低熔体流速； b 采用冲击型浇口，改善塑料熔体流动状况。 ）该模具采用方法 a； （2）浇口应开设在塑件截面最厚处； （3）有利于塑件熔体流动；（4）有利于型腔排气；南京工程学院毕业设计说明书（论文） 19（5）考虑塑件使用时的载荷状况；（6）减少或避免塑件的熔接痕；（7）考虑分子取向对塑件性能的影响；（8）考虑浇口位置和数目对塑件成型尺寸的影响；（9）防止将型芯或嵌件挤歪变形。2.浇口设计的基本要点：（1）尽量缩短流动距离 浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。（2）浇口应设在塑件制品断面较厚的部位 当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。（3）必须尽量减少或避免熔接痕 由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。（4）应有利于型腔中气体的排除 要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 20（5）考虑分子定向影响充填模具型 腔期间，热塑性塑料会在流动方向上呈现一定的分子取向，这将影响塑件 的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。（6）避免产生喷射和蠕动（蛇形流） 塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯） ，可以防止喷射和蠕动。（7）浇口与塑件连接得部位应成R0.5 的圆角或 0.545的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为3045，并以 R1R2 的圆弧和流道底面相连接。5.2.25.2.2 浇口尺寸的确定浇口尺寸的确定1. 由经验公式：d=nk=0.6 0.29 = 2.3 mm 4A430200(5.11)其中查资料并计算得， n=0.6 , k=0.29浇口截面形状如图 5.8 所示 图 5.8 浇口截面在设计模具时， l=2,t=2,b=4 ，在试模时根据实际情况再进行调整。2.浇口剪切速率的校核根据侧浇口的经验公式：=25238 s 24nqR24 111.4453.14 0.0751(5.12)南京工程学院毕业设计说明书（论文） 21在 10000100000 s之间，减切速率符合要求。15.35.3 冷料穴的设计冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷疤或冷斑 。冷料穴位于主流道正对面的动模板上 ,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料 ,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d 的 1.52 倍。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z 形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的 Z 形头冷料穴。冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前锋的“冷料” ，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。1.主流道冷料穴如图 5.9 所示，采用与拉料杆匹配冷料穴的半球形形式，采用Z 形头拉料杆，使主流道凝料脱出。2.分流道冷料穴在分流道端部加长流道直径d 的 1.52 倍做分流道的冷料穴。如图5.9所示。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 22图 5.9 分流道冷料穴并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料穴。如果初始设计阶段对是否需要开设冷料穴尚无把握，可流适当空间，以便增设。本设计开设冷料穴长度为 1.5d=1.56=9mm。 (5.12)5.45.4 拉料杆的设计拉料杆的设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆，拉料杆及其固定方式如图 5.10 所示。 图 5.10 拉料杆固定方式5.55.5 浇注系统的平衡浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计时应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相南京工程学院毕业设计说明书（论文） 23同（型腔布局为平衡式）的形式，否则 就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就 是浇注系统的平衡。5.5.15.5.1 分流道平衡分流道平衡对于多型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔融树脂在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。计算公式如下： (5.13)212121QQddLL式中 Q1，Q2熔融树脂分别在流道 1 和流道 2 中的流量，cm3/s；d1,d2分流道 1 和分流道 2 的直径， cm;L1，L2分流道 1 和分流道 2 的长度，cm。5.5.25.5.2 浇口平衡浇口平衡在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融树脂同时充满各型腔。浇口平衡简称为 BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔 BGV 值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下： BGV= (5.14)LgLrSg式中 Sg浇口的截面积，mm2; Lg浇口的长度，mm; Lr分流道的长度，mm。该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式 的。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 24第六章 模架的确定和标准件的选用现场设计中，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。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其 是对大型模具，这一点尤为重要。以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架270L，其中 L 取 400mm，可符合要求。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。 两模板之间应有分模隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。6.16.1 模具各个板料尺寸的确定模具各个板料尺寸的确定6.1.16.1.1 定模座板定模座板尺寸为：320 400，厚 30mm通过 4 个 14 的内六角螺钉与定模板连接；定模座板通常就是模具与注射机连接处的定模板。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 256.1.26.1.2 定模板定模板尺寸为：270 400，厚 50mm 定模板与型腔做成 分体，便于安装，节省材料 。为了保证凸模或其它零件固定稳固，固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45 钢制成，热处理 63-65HRC； 导套孔与导套为 H7/m6 或 H7/k6 配和； 主流道衬套与固定孔为 H7/m6 过渡配合 。6.1.36.1.3 动模板动模板尺寸为：270 400，厚 90mm 其导柱固定孔与导柱为 H7/m6 过渡配合；6.1.46.1.4 动模垫板动模垫板动模垫板（又称支承板） （270400，厚 40mm） 。垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用 45钢，经热处理 235HB 或 50 钢、40Cr、40MnB 等调质 235HB，或结构钢 Q235Q275。还起到了支承板的作用，其要承受成型压力导致的模板弯曲应力。6.1.56.1.5 垫块垫块 尺寸为：53 400，厚 80mm1 1. .主主要要作作用用：在动模座板与动模垫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。2 2. .结结构构型型式式：可以是平行垫块、也可以是拐角垫块。 （该模具采用平行垫块）3 3. .垫垫块块材材料料选选用用一般用中碳钢制造，也可用Q235A、50 钢制造，或用 HT200，球墨铸铁等。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 264 4. .垫垫块块的的高高度度计计算算： (6.1)=+hhhhs限钉顶出定回钉垫块= 0+25+20+25+10 =80（mm） 式中 顶出行程的富 余量，一般为 510mm，以免顶出板顶到动模垫板。5 5. . 垫垫块块装装配配模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。6.1.66.1.6 动模座板动模座板尺寸为：320 400，厚 30mm其注射机顶杆孔为 50mm；其上的推板导柱孔与导柱采用 H7/m6 配合。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 27第七章 合模导向机构的设计导向零件的作用：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置，导向零件要承受一定的侧向力，起导向和定位作用。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。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。7.17.1 导向结构的总体设计导向结构的总体设计 1.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，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。 2.该模具采用 2 根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。 3.该模具导柱安装在动模板上，导套安装在定模板上。4.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板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角。 5.各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行。6.在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。7.当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。7.1.17.1.1 导柱的设计导柱的设计 1.该模具采用带头导柱，且不加油槽。 2.导柱的长度必须比凸模端面高度高出至少68mm。 3.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的先导部分。 4.导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为 32。 5.导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6 配合。导柱滑动部分按 H7/f7 或 H8/f9 的间隙配合。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 28 6.导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m。7.导柱应具有坚硬而耐磨的表面，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 55HRC 以上或45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC 以上。导柱如图 7.1 所示： 图 7.1 导柱7.1.27.1.2 导套的设计导套的设计1.结构形式：采用带头导套（ 型） ，导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔。 2.导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。 3.导套孔的滑动部分按 H8/f7 或 H7/f7 的间隙配合，表面粗糙度为Ra0.4m。导套外径按 H7/m6 或 H7/k6 配合镶入模板。4.导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。图 7.2 导套南京工程学院毕业设计说明书（论文） 29第八章 脱模推出机构的设计8.18.1 脱模推出机构的设计原则脱模推出机构的设计原则制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则：1.推出机构应尽量设置在动模一侧；2.保证塑件不因推出而变形损坏；3.机构简单动作可靠；4.良好的塑件外观；5.合模时的准确复位；6.突出结构与注塑机的机构及附属的制品 取出机构（ 如机械手 ）的动作要匹配。8.28.2 制品推出的基本方式制品推出的基本方式 1.推杆推出：推杆推出是一种基本的也是一种常用的制品推出方式。常用的推杆形式有圆形、矩形、“D”形。2.推件板推出：对于轮廓封闭且周长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。3.气压推出：对于大型深型腔制品，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较为普通，全部采用推杆推出。每个塑件由31根推杆和三个斜钉推出。推杆在推出塑件的同时，斜钉也顺着内侧分型的方向滑动推出塑件，以完成侧向分型与脱模。8.38.3 塑件的推出机构塑件的推出机构在注射成型每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。机构的组成 ：由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组南京工程学院毕业设计说明书（论文） 30成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来 固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。1.采用带肩推杆，每个塑件由 7 根推杆，其中包括 1 根直径为 37mm 的推管，4根直径为 8mm 的实心推杆，3 根直径为 5mm 的实心推杆。 2.推杆应设在脱模阻力大的地方； 3.推杆应均匀布置； 4.推杆应设在塑件强度、刚度较大处； 5.该推杆的形式（阶梯形推杆） ； 6.推杆直径与模板上的推杆孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的间隙配合； 7.通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面0.050.10mm； 8.推杆与推杆固定板，通常采用单边 0.5mm 的间隙（由于该套模具各塑件的 6根推杆分布比较紧凑，故采用单边 0.25mm 的间隙） ，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因为各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象； 9.推杆的材料常用 T8、T10 碳素工具钢，热处理要求硬度 HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度为 Ra0.8。8.48.4 推杆推出机构的设计要点推杆推出机构的设计要点 由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：1.推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。2.推杆直径南京工程学院毕业设计说明书（论文） 31推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为 2.515mm。为了避免细长杆 变形，对于直径为 2.5mm 以下的推杆最好设计成阶梯形。3.装配位置推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否则，会影响塑件使用。4.推杆数量在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，推杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。5.推杆形状与尺寸推杆的材料多用钢 45、T8、T10, 推杆头部要淬火处理 HRC50 以上，工作端面的粗糙度低于 Ra0.8。 常用的推杆形式有、矩形、 D 形。圆形结构简单，应用最广。推杆直经 d 与形腔部分推杆孔一般为采用 H7/e7 H8/f8 的间隙配合; 配部分应保证 D-d=4 6 毫米；轴肩厚约 4 6 毫米。6.推杆与推杆固定板的连接形式及配合图 8.1 推杆的固定与配合8.58.5 复位机构设计复位机构设计复位杆又叫回程杆，利用复位弹簧使推杆及推板复位并起导向作用。模板与复位杆配合的孔的极限偏差取H7。本设计由于有侧向抽芯，侧抽芯机构在合模时与推杆不会发生干涉 。本设计复位杆设计根据 GB/T4169.1-1984 采用与推杆相同的标准，主要 尺寸如下：材料：45 钢，热处理 50 55HRC。D=26mm d=20mm s=6mm 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 32第九章第九章 抽芯机构设计抽芯机构设计9.19.1 侧向分型与抽芯机构的分类侧向分型与抽芯机构的分类当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模，带动侧向成型零件作侧向移动（抽拔与复位）的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况（包括垂直分型的瓣合模），常称为侧向分型，对于成型侧孔或侧凹的情况，往往成为侧向抽芯。但是，在一般的设计中，侧向分型与侧向抽芯常常混为一谈，不加分辨，统称为侧向分型抽芯，甚至只称侧向抽芯。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类。1、 机动侧向分型与抽芯机构2、 液压或气动侧向分型与抽芯机构3、 手动侧向分型与抽芯机构9.29.2 斜导柱抽芯机构的设计斜导柱抽芯机构的设计斜导柱抽机芯构由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽动芯作稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置。斜导柱的设计注意事项1型心尽可能的设计在与分型面相垂直的动或定模内，利用开模或推出动作抽出侧型芯；2尽可能采用斜导柱在定模，滑块在动模的抽机芯构；3锁紧楔的楔角应大于斜导柱倾角，通常大，否则，斜导柱无法带2 3动滑块；4滑块完成抽芯动作后，留在滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长的；235尽可能不使顶杆和活动型芯在分型面上的投影重合，防止滑块和顶出机构复位时的互相干涉；南京工程学院毕业设计说明书（论文） 336滑块设在定模的情况下，为保证塑件留在动模上，开设前必须先抽出侧向型芯，因此。用定距拉紧装置。9.2.19.2.1 斜导柱的倾斜角的确定斜导柱的倾斜角的确定倾斜角的大小关系到斜导住所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导住的工作长度、抽心距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导住的强度，取小于，一般在之间取，本设计的斜导住倾角选了 15。 2512 259.2.29.2.2 侧向抽心力的计算侧向抽心力的计算塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，而将型芯或凸模包紧，塑件在脱模时，必须克服这一包紧力及抽芯机构所产生的摩擦力才能抽出活动型芯。抽心力可按下列公式进行计算式中：抽心力，N；cFc侧型芯成型部分截面平均周长，3.5=10.99； (9.1)3.14cdh侧型芯成型部分高度（） ；m mp塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般模内冷却的塑件为 812；pMPa取 10；MPa塑件对模具钢的摩擦系数，为 0.10.3，取 0.2；侧型芯的脱模斜度和倾斜角，该塑件为 0； (9.2)(cossin)cFchp =10.9916100.2 =351.68 N9.2.39.2.3 斜导柱的弯曲力的计算斜导柱的弯曲力的计算 FW =Ft /cos (9.3) =351.68N南京工程学院毕业设计说明书（论文） 349.2.49.2.4 斜导柱直径的计算斜导柱直径的计算将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说。抽芯距等于侧孔深度加的安全距离。2 3mmmmS=5+3=8mm (9.4)斜导柱的有效长度 (9.5)sinSL式中：抽心距，；Smm斜导柱的倾斜角， ； (9.6)sinSL=8/0.26=31mm斜导柱的直径为： (9.7)1310()pbNSd10 351.68 81406mm式中：N弯曲力，N； S抽心距，；mm 许用弯曲应力，斜导柱用 T8A 制造，=140pbpb；MPa取斜导柱的直径为。10mm9.2.59.2.5 斜导柱的长度计算斜导柱的长度计算斜导柱的有效长度 L 与抽距芯 S、斜导柱的倾斜角及滑块与分型面倾角有关。斜导柱的总长度还与导柱的直径、固定板厚度有关，取固定斜导柱的。装斜导柱的定模板板厚。1.4Dd14mm67hmm (9.8)tantan5 152cos2sinDhdSLmm1467107tan15tan1582cos152sin15Lmm南京工程学院毕业设计说明书（论文） 35 =108.21mm取斜导柱的长度 L=110。mm9.2.69.2.6 锁紧楔的设计锁紧楔的设计在塑料注射过程中。活动型在芯抽芯方向会受到塑料较大的推力作用，必须设计锁紧楔，使滑块不至于产生移动，一般，当滑块倾角角度时，1 （23（可以不考虑角度的影响。1本设计的=15+3=18。 (9.9)1南京工程学院毕业设计说明书（论文） 36第十章第十章 成型零部件的设计成型零部件的设计10.110.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、镶块各种成型杆，各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度，以保证塑料制品表面光高美观，容易脱模，一般来说成型零年都应进行热处理，使其具有HRC40 以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。10.1.110.1.1 凹模的结构设计凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其结构不同可分为速体式，整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式等。 1. 整体式凹模它系由一整块金属加工而成，其特点是牢固，不易变形，因此对于形状简单，容易制造或形状虽然比较复杂，但保可以采用仿形机等殊须加工方法加工的场合是适宜的。整体结构有如下优点：a.成型零件的刚性好。b.模具分解组合容易。c.零件数量少。d.制品表面分型痕迹少，e.模具外形尺寸可以减少精密成型模具若采用拼镶结构，相对整体结构而言则有如下缺点：a.精度相对下降。b.因采用磨削加工为主制作拼镶件组合后难以达到零精度。c.拼镶件的加工精度要求高于整体结构的加工精度要求，制品的棱边拐角难以设置过渡圆弧。整体结构的缺点如下：南京工程学院毕业设计说明书（论文） 37a.难以排气。 b.需要采用精密磨加工。c.制品的棱边，拐角处难以加工成角形。一般此类成型零件都是在硬后在进行加工，所以整体结构的模具采用电火花成型加工为主、铣削加工、磨削加工、电火花线切割为辅的加工方法。 2. 整体嵌入式凹模在多型腔的模具中，型腔数量多而制件尺寸不大时，采用冷挤压比切削加工效率高，并可保证各型腔的尺寸、形状的一致性，凹模镶块的外形常用轴肩的圆柱形，然后分另从下面嵌入凹模固定板中，用垫板螺钉将其固定，它适用于经常拆卸的地方，修补较方便，产品结构较复杂。采用此结构时，首先应考虑制品的形状，尺寸及功能，然后考虑其刚性，同时也必须考虑加工方法和装配措施。其缺点： a.零件数量增加b.分割的拼镶件趋多制造成本越高。c.各拼镶件的加工精度必须匹配，即必须提高各镶件的平均加工精度。d.维修作业较困难。冷却回路不易设置，成型周期难于缩短。而本产品的结构较简单，不须做成嵌入式凹模从设计的经济性和结构的合理性等因素的综合考虑，其凹模的结构为整体式凹模。同理由于型芯的结构类似也设计为整体式。本设计中，由于塑件外形比较简单，模具属于中小型模具，故采用整体嵌入式凹模。10.1.210.1.2 凸模的结构设计凸模的结构设计1.凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。（1）整体式凸模，将成型的凸模与动模板作成一体，不仅结构牢固，还可省去动模座板，（即支撑板） 。但由于不便加工，故只适用与形状简单且模高度较小的单型腔模具。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 38 （2）组合式凸模组合式凸模又分两种：整体装配式和镶件组合式。（a）整体装配式凸模：它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。（b）镶件组合式凸模：对于形状复杂的凸模。为了加工方便，可采用镶件拼合式结构，这样可以分开进行热处理，避免热处理时薄壁处开列以及热处理不均。2.小型芯的固定通常将成型塑件小孔或槽的小凸模称为小型芯。一般是单独制造，然后一嵌入的方式固定，具体的固定方式有很多种。10.210.2 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽） 、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。10.2.110.2.1 响工作尺寸的因素响工作尺寸的因素（1）塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”制品内腔尺寸公差取正值“” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品中心孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取“” 。2（2）模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 1/31/6。（3）模具的磨损量：对于一般的中小型塑件，最大的磨损量可取塑件公差的1/6，即，对于大塑件则取以下。另外对于型腔底面（或者型芯端面） ，61c6因与脱模方向垂直，故磨损量为 0。（4）塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率来计算。2minmaxSSS南京工程学院毕业设计说明书（论文） 39 （5）模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于 0.020.1mm 。10.2.210.2.2 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 影响成型零件及塑件公差的主要因素是模具制造公差、模具磨损量以及塑件的收缩率这三项。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种，一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算。前一种方法比较简单，但不适用于精密塑件，后一种方法能保证所成型的零件在规定的公差范围内，单计算比较麻烦。根据塑件，塑件是一个多功能笔盒架 ，属于精密度较低的塑件，故这里采用第一种方法计算。塑件公差按 SJ1372-78 标准中的 6 级精度选取。成型零件尺寸计算见表 10.1。10.1 成型零件尺寸计算 mm 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 40类别模具零件名称塑件尺寸计算公式工作尺寸0-0.681400.240142.290-0.46700.15071.060-0.2150.07015.150-0.17100.06010.070-0.24200.08021.06径向尺寸0-0.1812010.75zmcpsLSLA0.06012.10-0.18130.06013.14型腔计算深度尺寸0-0.1710010.67zmcpsLSLA0.06010.10.6401170021119.80.140500.055.20.406000.1361.50.2402300.0823.670.3604500.1246.170.160800.058.280.3203600.1136.960.2802600.0926.73径向尺寸0.43065010.75zmcpsLSLA00.1466.60.2402200.0822.60.2201800.0718.50.1901400.0614.4型芯计算深度尺寸0.1303010.67zmcpsLSLA00.043.15南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4110.310.3 成型零件强度计算成型零件强度计算10.3.110.3.1 型腔侧壁厚度计算型腔侧壁厚度计算型腔是模具中直接用以成形制品的部分。成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、凸模、成型杆、成型环等。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑料熔体有很高的压力，还应该对关键成型零件进行强度和刚度的计算、校核。模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，强度不足是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。以强度计算和以刚度计算所需的壁厚相等时的型腔内尺寸即为强度计算和刚度计算的分界值。在分界值不知道的情况下，应分别按强度条件和刚度条件算出壁厚，取其中较大值作为型腔壁厚。1.型腔侧壁厚度计算按 组合式矩形型腔计算，根据经验公式： (10.1) 41332pH lSEH=4357 5 18032 2.1 1035 0.02 =19.8 mm式中，S-型腔侧壁厚度，mm； P-型腔内单位平均压力，取 7Mpa； H1-承受熔体压力的侧壁高度 5mm ； -型腔侧壁长边长 120mm ；l E-型腔材料弹性模量，取 2.1 Mpa；510 -型腔许用变形量，取 0.02mm； 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 42 H-型腔侧壁总高度 35mm。2.型腔底部的厚度计算 （1）按刚度条件计算： (10.2) 3421EplCH =4350.024 7 1202.1 100.02 =21 mm （2）按强度条件计算： H= (10.3) 122Pl =12072 1 1.5135.6 =12 mm式中，-为型腔短边长度，为 120mm2l -为的值ll1 -为型腔材料的使用应力 其余的数据均可查表或者计算出结果。两型腔之间受力是大小相等，方向相反的，在合模状态下不会产生变形，因此两型腔之间壁厚满足结构设计的条件即可。南京工程学院毕业设计说明书（论文） 43第十一章 排气系统的设计11.111.1 排气设计的要点排气设计的要点排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有利用排气槽，利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙，利用分型面上的间隙。本次设计的模具是在分型面上开设排气槽，排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽若设计不合理，将回产生如下弊病：（1）增加熔体充模流动的阻力，使型腔无法被充满，导致制品棱边不清晰。（2）在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕，使制品的力学性能降低。（3）滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表面质量缺陷。（4）型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，使熔体分解变色，甚至炭化烧焦。（5）由于排气不良，降低了熔体的充模速度，延长了注射成形周期。1.排溢设计 排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。2.引气设计对于一些大型腔壳形塑件，注射成型后，整个型腔由塑料填满，型腔内气体被排出，此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空，当塑件脱模时，由于受到大气压的作用，造成脱模困难，如采用强行脱模，势必使塑件发生变形或损坏，因此必须加引气装置。11.211.2 排气系统的几种方式排气系统的几种方式利用排气槽；利用型芯、镶件、推杆等配合间隙；有时为了防止制品在顶出时造成真空而变形，必须设置进气装置。该套模具的排
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