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相机壳注塑模设计【22张图纸】【全套图纸】【优秀】

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关键词：: 相机壳注塑模设计图纸全套

资源描述：

相机壳注塑模设计

60页-22000字数+说明书+开题报告+任务书+答辩PPT+22张CAD图纸

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　　　模具是工业生产的重要工艺装备，在现代工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的研制与开发在很大程度上依赖于模具的生产。因此，研究和发展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。

　　　本文根据相机外壳的结构特点及技术要求，通过一系列的注射模设计流程，设计了带侧抽芯的塑料模具，并利用UG与Moldflow软件对其进行了分析。对塑件进行了工艺分析，确定了塑件的尺寸及结构。在模具的设计中详细介绍了斜导柱、型芯、型腔等零部件的设计与制造，以及注射机和模架的选择。

关键词相机外壳注射模侧抽芯 Moldflow

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ABS的注射成型工艺3

2.2.1 ABS的注射成型工艺参数3

2.2.2 ABS材料综合性能分析4

第三章拟定模具结构形式6

3.1 分型面位置的确定6

3.2 确定型腔数量及排列方式7

第四章注塑机型号的确定8

4.1 注射量的计算8

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8

4.3 选择注射机9

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12

5.1.2 分流道的设计14

5.2 浇口的设计16

5.2.1浇口设计的技术要求17

5.2.2浇口尺寸的确定19

5.3 冷料穴的设计20

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22

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25

6.1.1 定模座板25

6.1.2 定模板（型腔板）25

6.1.3 动模板25

6.1.4 推件板25

6.1.5 动模垫板25

6.1.6 垫块26

6.1.7 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30

8.1 脱模推出机构的设计原则30

8.2 制品推出的基本方式30

8.3 塑件的推出机构30

8.4推件板推出机构设计要点31

8.5 复位机构设计33

第九章抽芯机构设计34

9.1 侧向分型与抽芯机构的分类34

9.2 斜导柱抽芯机构的设计34

9.2.1 斜导柱的倾斜角的确定35

9.2.2 侧向抽心力的计算35

9.2.3 斜导柱的弯曲力的计算36

9.2.4 斜导柱直径的计算36

9.2.5 斜导柱的长度计算38

9.2.6 锁紧楔的设计38

第十章成型零部件的设计39

10.1 成型零件的结构设计39

10.1.1 凹模的结构设计39

10.1.2 凸模的结构设计40

10.2 成型零件工作尺寸的计算41

10.2.1 影响工作尺寸的因素41

10.2.2 成型零件工作尺寸的计算41

10.3 成型零件强度计算44

10.3.1 型腔侧壁厚度计算44

第十一章排气系统的设计47

11.1 排气设计的要点47

11.2 排气系统的几种方式47

12.2.1 冷却水道开设的技术要点48

12.2.2 冷却回路的布置:48

第十二章温度调节系统设计49

12.1 加热系统设计49

12.2 冷却系统设计49

12.3 型芯的冷却50

12.4 冷却系统的有关计算：50

结束语52

致谢53

参考文献54

第二章塑件成型工艺分析

2.1 拟定制品成型工艺

　　　该制品是相机外壳，如图2-1所示，生产批量大。材料为丙烯腈-丁二苯-苯乙烯共聚物（ABS），该材料具有良好的综合力学性能，成型工艺性能好，可以注射成型。

工艺性与结构分析：

　　　精度等级：采用一般精度3级

　　 (塑件内孔以型芯小端为准，塑件外形以型腔大端为准)

　　　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芯上时，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

2.2 热塑性塑料ABS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

2.2.1 ABS的注射成型工艺参数

　　　（1）注射机：螺杆式

　　　（2）螺杆转速（r/min）：20—40

　　　（3）预热和干燥：温度（°C）80—85 时间（ h ） 2—3

　　　（4）料筒温度（°C）后段 150—170

中段 165—180

前段 180—200

　　　（5）喷嘴温度（°C） 170—180；喷嘴形式自锁式

　　　（6）模具温度（°C） 50—80

　　　（7）注射压力（MPa） 60—100

　　　（8）成型时间（ s ）注射 0—5 保压 20—50

成型周期 30—50 冷却 20—40

　　　（9）后处理：方法红外线、灯烘箱

　　　　　温度（°C） 70—100 时间（ h ） 0.3—1

2.2.2 ABS材料综合性能分析

　　　（1）ABS属于热塑性材料，具有良好的力学强度和一定的耐腐蚀性；

　　　（2）相容性、吸湿性、流动性良好，对温度敏感，宜采用点浇口，有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，流动性增加，利于充填；

　　　（3）有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度较高,尺寸稳定性好易于成型加工；

　　　（4）成型的压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；

　　　（5）ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；

　　　（6）易产生熔接痕，设计时尽量减小浇注系统对料流的阻力。

ABS的综合性能如下表所示：

相机壳.gif

相机壳注塑模设计.gif

内容简介：: 南京工程学院毕业设计任务书江苏财经学院数控加工与模具设计专业设计题目相机壳注塑模设计学生姓名潘涛班级 10模具（本）起止日期 2012.02.06-04.26 指导教师林伟教研室主任赫英岐发任务书日期 2012年2月6日1.毕业设计的原始数据：(1)产品图及其技术要求； (2)生产批量：中批量。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)： (1)绘制产品零件图；(2)查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告（严格按统一格式）；(3)完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；(4)按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份；(5)用PowerPoint或其它软件制作答辩提纲一份。3.毕业设计应完成的技术文件：(1)产品零件图；(2)开题报告（格式见校园网）； (3)模具装配图及各零件图；(4)设计计算说明书；(5)上述所有文档的刻录光盘一张。4.主要参考文献：（1）李秦蕊主编塑料模具设计西安工业大学出版社 1997（2）申开智主编塑料成型模具中国轻工业出版社 2009（3）廖念钊主编互换性与技术测量中国计量出版社 1998（4）王鹏驹主编塑料模具设计手册机械工业出版社 2008（5）吴宗泽主编机械零件设计手册机械工业出版社 2006（6）罗和生主编塑料材料手册广东出版社 2004（7）张国强主编塑料模设计与生产应用应用出版社 2005(10) 王永主编注塑模具经验点评机械工业出版社 20075.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1-2周（02.06-02.19）1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备；2、绘制产品零件图；3完成工艺性分析，提出设计方案；检查零件图和方案第3-4周（02.20-03.04）1、写出开题报告初稿。2、完成工艺计算；3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。检查开题报告第5-6周（03.05-03.18）1、第8周完成开题报告的最后定稿；2、绘制模具草图检查开题报告与模具结构草图第7-9周（03.18-04.08）绘制模具装配图及各设计件零件图检查图（电子版）第10-11周（04.09-04.22）编写设计说明书检查设计说明书第12周（04.23-04.26）打印毕业设计资料并准备答辩检查答辩PPT教研室审查意见：室主任 2012年2月8 日学院审查意见：教学院长 2012年2月12 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)开题报告学生姓名潘涛学号088810202018专业数控加工与模具设计指导教师姓名林伟职称讲师所在系部江苏财经职业技术学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称基于UG的相机壳注塑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。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。只有通过毕业设计的内容和意义毕业设计，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。在本次相机壳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。文献综述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，20038B.H.Lee，B.H.Kim.Optimization of part wall thicknesses to reduce warpage of injection一molded parts based on the modified complex methodJ.Polymor-plastics technology engineering，1995，34(5):7939B.H.Lee，B.H.Kim.Automated design for the runner systerm of injection molds based on packing simulation J.Polymer-plastics technology engineering，1996，35(l):14710B.H.Lee，B.H.Kim.Automated selection of gate location based on desired quality of injection-molded partJ.Polymer-plastics technology engineering，1996，35(2):25311B.H.Lee，B.H.Kim.Variation of part wal1 thicknesses to reduce warpage of injection-molded part:robust design against process variabilityJ.Polymer-plastics technology engineering，1997，36(5):7911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，PRO/E，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为相机壳零件图，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。研究内容相机壳厚度为2 mm，最大长度、宽度、高度分别为180，100，126mm，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ABS，收缩率为0.45%。为了提高生产效率，故采用一模两腔成型。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3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UG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 日南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者：潘涛潘涛学号： 088810202018088810202018 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：相机壳注塑模设计相机壳注塑模设计指导者：评阅者： 2012 年 4 月淮安第页毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要模具是工业生产的重要工艺装备，在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的研制与开发在很大程度上依赖于模具的生产。因此，研究和发展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。本文根据相机外壳的结构特点及技术要求，通过一系列的注射模设计流程，设计了带侧抽芯的塑料模具，并利用 UG与Moldflow软件对其进行了分析。对塑件进行了工艺分析，确定了塑件的尺寸及结构。在模具的设计中详细介绍了斜导柱、型芯、型腔等零部件的设计与制造，以及注射机和模架的选择。关键词相机外壳注射模侧抽芯 Moldflow 第 I 页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 Injection Mold Design of Camera Cover Based on UG AbstractMold is important process equipment of industrial production, in the modern industrial production, 60%90% of industrial products need to use mold, the mold industry has become the foundation of industrial development, research and development of many new products are largely dependent on mold. Therefore, the research and the development of mold technology are significant to promote the development of the national economy.This paper completes a series of injection mold design process and designs the plastic mold with side core pulling based on the structural features and technical requirements of camera cover. The software of UG and Moldflow are used to analyze the mold. Plastic parts are analyzed in the design process, at the same time, the size and structure of the plastic parts are determined. The design and manufacturing of slanted guide pillar, mould core, cavity and other parts are introduced in detail, as well as the injection molding machine is chosen correctly.Keywords camera cover injection mold side core pulling Moldflow南京工程学院毕业设计说明书（论文）第页目目录录前言前言 .1第一章第一章塑料模的功能塑料模的功能 .2第二章第二章塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析 .32.1 拟定制品成型工艺.32.2 热塑性塑料 ABS 的注射成型工艺.32.2.1 ABS 的注射成型工艺参数 .32.2.2 ABS 材料综合性能分析 .4第三章第三章拟定模具结构形式拟定模具结构形式 .63.1 分型面位置的确定.63.2 确定型腔数量及排列方式.7第四章第四章注塑机型号的确定注塑机型号的确定 .84.1 注射量的计算.84.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需锁模力的计算.84.3 选择注射机.94.4 有关参数的校核.10第五章第五章浇注系统形式和浇口的设计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.125.1.2 分流道的设计.145.2 浇口的设计.165.2.1 浇口设计的技术要求 .175.2.2 浇口尺寸的确定 .195.3 冷料穴的设计.205.4 拉料杆的设计.225.5 浇注系统的平衡.225.5.1 分流道平衡.225.5.2 浇口平衡.23第六章第六章模架的确定和标准件的选用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.25南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 I 页6.1.1 定模座板.256.1.2 定模板（型腔板）.256.1.3 动模板.256.1.4 推件板.256.1.5 动模垫板.256.1.6 垫块.266.1.7 动模座板.26第七章第七章合模导向机构的设计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第八章第八章脱模推出机构的设计脱模推出机构的设计 .308.1 脱模推出机构的设计原则.308.2 制品推出的基本方式.308.3 塑件的推出机构.308.4 推件板推出机构设计要点 .318.5 复位机构设计.33第九章第九章抽芯机构设计抽芯机构设计 .349.1 侧向分型与抽芯机构的分类.349.2 斜导柱抽芯机构的设计.349.2.1 斜导柱的倾斜角的确定.359.2.2 侧向抽心力的计算.359.2.3 斜导柱的弯曲力的计算.369.2.4 斜导柱直径的计算.369.2.5 斜导柱的长度计算.389.2.6 锁紧楔的设计.38第十章第十章成型零部件的设计成型零部件的设计.3910.1 成型零件的结构设计.3910.1.1 凹模的结构设计.3910.1.2 凸模的结构设计.4010.2 成型零件工作尺寸的计算.4110.2.1 影响工作尺寸的因素.4110.2.2 成型零件工作尺寸的计算.4110.3 成型零件强度计算.4410.3.1 型腔侧壁厚度计算.44南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 II 页第十一章第十一章排气系统的设计排气系统的设计 .4711.1 排气设计的要点.4711.2 排气系统的几种方式.4712.2.1 冷却水道开设的技术要点.4812.2.2 冷却回路的布置:.48第十二章第十二章温度调节系统设计温度调节系统设计 .4912.1 加热系统设计.4912.2 冷却系统设计.4912.3 型芯的冷却.5012.4 冷却系统的有关计算：.50结束语结束语 .52致致谢谢 .53参考文献参考文献 .54南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 0 页前前言言毕业设计是大学的最后一个教学环节，是对大学所学知识的综合运用，是对我们以前所学理论知识和技能的一次综合性训练。模具是工业生产中应用极为广泛的重要工艺装备，采用模具生产制品及零件，具有生产效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量等一系列优点，模具生产是现代工业生产的重要手段和主要发展方向。本设计的课题是相机外壳注塑模模具设计，在此次设计中，主要用到所学的注塑模设计、机械设计、 UG 和 Moldflow 等软件应用的相关知识。需要对注射模设计的一般流程进行分析，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。要教好的完成毕业设计，必须要掌握模具设计的过程，学习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，总之，这次毕业设计能够为我们以后从事模具职业打下良好的基础。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 1 页第一章第一章塑料模的功能塑料模的功能近年来，中国塑料模具发展速度相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十分巨大。据介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需 200 多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约 50%。在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计 2010 年全国塑料门窗和塑管普及率将达到30%50%，塑料排水管市场占有率将超过 50%，都会大大增加对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力是不可低估的。专家预测，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。与全国塑料加工业区域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列，浙江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到 70。现在，这 3 个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。最近，由杭州娃哈哈集团精密机械制造公司研制的多腔防盗瓶盖注塑模具通过浙江省省级鉴定。该模具采用的三次顶出强制脱模技术、平衡式热流道系统、瓶盖模通用模架具有较强的创新性，模具性能和质量达到国内领先水平。然而，塑料模具尽管成为时下最为诱人的“奶酪” ，但樱桃好吃树难栽。由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，对模具材料、设计水平及加工设备均有较高要求，并不是人人都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国与国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。专家指出，面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑模企业不仅要加快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 2 页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相机外壳，如图 2-1 所示，生产批量大。材料为丙烯腈 -丁二苯-苯乙烯共聚物（ ABS），该材料具有良好的综合力学性能，成型工艺性能好，可以注射成型。工艺性与结构分析：精度等级：采用一般精度 3 级 (塑件内孔以型芯小端为准，塑件外形以型腔大端为准)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芯上时，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 21 塑件2.22.2 热塑性塑料热塑性塑料 ABSABS 的注射成型工艺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.1 ABSABS 的注射成型工艺参数的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 3 页（2）螺杆转速（ r/min）：2040（3）预热和干燥：温度（ C）8085 时间（ h ） 23（4）料筒温度（ C）后段 150170 中段 165180 前段 180200（5）喷嘴温度（ C） 170180；喷嘴形式自锁式（6）模具温度（ C） 5080（7）注射压力（ MPa） 60100（8）成型时间（ s ）注射 05 保压 2050 成型周期 3050 冷却 2040（9）后处理：方法红外线、灯烘箱温度（C） 70100 时间（ h ） 0.3.2 ABSABS 材料综合性能分析材料综合性能分析（1）ABS 属于热塑性材料，具有良好的力学强度和一定的耐腐蚀性；（2）相容性、吸湿性、流动性良好，对温度敏感，宜采用点浇口，有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，流动性增加，利于充填；（3）有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度较高,尺寸稳定性好易于成型加工；（4）成型的压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；（5）ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理；（6）易产生熔接痕，设计时尽量减小浇注系统对料流的阻力。 ABS 的综合性能如下表所示：南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 4 页表 21 ABS 综合性能性能名称数值性能名称数值密度 g/cm1.05弹性模量 MPa1.8X104比容 cm/g0.860.98弯曲强度 MPa80吸水率%（24h）0.20.45硬度 HB9.7 R121收缩率%0.40.7体积电阻率 .cm1610*9 . 6熔点C130160击穿电压 Kv/mm15.719.7热变形温度C70107冲击强度 kJ/m无缺口不断缺口 48抗拉屈服强度 MPa500介电系数 60Hz60Hz3.7南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 5 页第三章第三章拟定模具结构形式拟定模具结构形式3.13.1 分型面位置的确定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、浇口为点浇口。可初步拟定两型腔双分型面的结构。根据塑件的结构形式，分型面选为双分型面，如图3-1 所示。图 31 分型面位置南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 6 页3.23.2 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，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。塑料相机外壳塑件属于小型塑件，大批量生产。该塑件精度要求不高，又是大批大量生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，根据塑件的形状，以及塑件材料ABS 的综合性能，本设计采用一模两腔的形式。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 7 页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 建模分析，可得出塑件质量为 115 克，塑件体积m1为 118.33，流3cm道凝料m2还是个未知数，可按塑件质量的 0.6 倍来计算。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： Q= （41）塑件nq6 . 1=1.62118.33=378.6563cm按质量算： M=1.6nm1 （42）=1.62115=368g4.24.2 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+0.4nA1 （43） =1.4nA1 =30862.10 （其中 A111022.18 ）2mm2mm南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 8 页F=AP （44）=30862.10 95=2931.8995KN式中，型腔压力 P 取 95Mpa。4.34.3 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。根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，确定选用XS-ZY-250 卧式注射机，其参数如表 4-1 所示：表 41 XS-ZY-250 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3cm250模板尺寸mm598*520螺杆（柱塞）直径mm50拉杆空间mm448*370注射压力MPa130合模方式增压式注射行程mm160油泵流量L/min180，12注射时间s2油泵压力N/min650螺杆转数R/min25,31,39,58,32,89机器外形尺寸m4.7*1.0*1.815注射方式螺杆式螺杆驱动功率kW5.5合模力kN1800加热功率kW9.83最大成型面积3cm500机器重量t4.5模板最大行程mm500电动机功率kW18.5模具最大厚度mm350资料提供单位上海塑机厂模具最小厚度mm200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）第 9 页21FpAnpA4.44.4 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 （45）21/3600mmkMtn=0.8 18 40 3600/3600-0.6 2 12.55118.33 = 4.74 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 18g/s t成型周期，取 40s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： =5.15 （46）12mmkMnn 上式右边=5.152 （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：（47）上式右边=2.362 （符合要求）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130MPa，ABS 的注射压力为 70100，所以能够满足要求。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 10 页（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 （48）该模具厚度为 H=30+20+35+30+30+110+90 =345mm（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+a+510 （49）上式右边 S=100+100+20+6 =226mm（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）第 11 页第五章第五章浇注系统形式和浇口的设计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。1.浇注系统设计原则：（1）了解塑料的成型能和塑料熔体的流动特性。（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。（3）浇注系统应结合型腔布局同时考虑均衡进料，。（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）浇注系统设计应有利于良好的排气。（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。（8）便于修整浇口，保证塑件外观质量。（9）较高的生产效率。（10）流动距离比和流动面积比的校核，避免充填不足现象的发生。.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，它的形状和南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 12 页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24 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 2040mm。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）（51）= 4 + （0.5 1）= 4.5 5.5 mm主流道球面半径应为： R=喷嘴球面半径+（12）（52）= 18 + 2 = 20 mm球面配合高度 h=35 取 h=3（mm）2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整体式，用于中小型模具，大型模具设计成分体式，该模具采用整体式。为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成整体式。主流道长度取 35，约等于定模板（型腔板）的厚度。（见模架的确定和装配图）南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 13 页图 51 主流道衬套3. 主流道凝料有关计算主流道凝料体积为： Q =dL （53）4= ()354682 =1346.275 mm =1.346 cm主流道剪切速率校核：由经验公式 := 33 . 3nRq33.3 196.3463.14 3.5=4804.37在 500-5000之间。1s1s1s 式中，+塑件浇道qqq主q =195+1.346 =196.346 R=(6+8)/ 22南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 14 页 =3.5 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。.2 分流道的设计分流道的设计 1. 分流道布置形式分流道为主流道和浇口之间的流动通道。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。常用的分流道截面有圆形、梯形、U 形和六角形等，如图 5-2 所示：5-2 常用流道截面形状ABS塑料的分流道断面直径的推荐值为4.89.5mm，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，所以一般是制成半圆形流道。2分流道的截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道设置在A 分型面上，截面形状采用加工工艺比较好的半圆形截面。半圆形截面对塑料熔体流动阻力不大。本设计有三级分流道：第一级：半径为 6mm 的半圆形流道；南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 15 页第二级：半径为 4mm 的半圆形流道；第三级: 始端直径为 5mm 终端直径为 2mm 的锥形流道。流道截面形状及尺寸如图 5-3 所示：图 53 流道截面图从理论上第二级分流道的截面尺寸要比第一级分流道截面尺寸小10%。3分流道的有关计算：分流道凝料体积分流道长度第一级=72，第二级=26，第三级=12 1L2L3L 分流道截面积=56.52，=25.12 1S2S分流道凝料体积=7256.52=4069.441q3mm =25.1226=653.122q3mm =1223q252()42 =230.793mm =4953.35123qqqq3mm分流道剪切速率校核：根据经验公式： = 3372.21 （54） 33 . 3nRq1S在 500-5000，剪切速率校核合理1S1S其中，q= 4.953cm 式中 q分流道的体积流量（cm3/s）,工程中常采用经验公式来计算；Rn分流道截面的当量半径（ cm）；（55） 223322 0.0640.19922.51nARcmL南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 16 页式中 Rn假想圆形流道的当量半径（cm）；A实际流道的截面面积（）2cmL实际流道截面积的周边长度（cm）。分流道的表面粗糙度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。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，因此本设计采用点浇口。点浇口的优点：这类浇口由于前后两端存在较大压力差，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于充填，因而对于薄壁塑件成型有利，且去除浇口后残留痕迹小，已取得浇注系统平衡，利于自动化操作，模具结够简单。点浇口的缺点：点浇口成型塑件压力损失大，收缩大，塑件易变形，不利于成型流动性差及热敏材料，不利于成型平薄易变形及形状复杂的塑件，同时在定模部分需另加一个分型面，以便浇口凝料脱模。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 加大浇口截南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 17 页面尺寸，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；（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，还应考虑熔南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 18 页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。（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2 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。经 moldflow 分析最佳浇口位置如图 5-4 所示：图 5-4 浇口位置南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 19 页图 5-5 气穴分析图.2 浇口尺寸的确定浇口尺寸的确定1. 由经验公式：d=（0.140.20）=2.0142Amm 式中点浇口直径（）；dmm 塑件在浇口处的壁厚（2）；mm A型腔表面积（4879.9）。2mm浇口截面形状如图 56 所示：图 56 浇口截面在设计模具时，浇口直径先取直径d=1.5 ，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南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 20 页根据点浇口的经验公式：=90933 s （56） 34nRq34 1183.14 0.0751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把或冷斑。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，如图。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 5-5 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.分流道冷料穴南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 21 页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5-7所示。图 57 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。5.45.4 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 5-8 所示。图 58 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，设计时应尽量保证南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 22 页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。.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：（57）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。.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= （58）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）第 23 页第六章第六章模架的确定和标准件的选用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，尤其时对大型模具，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315L，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。分模隙常见形式如图6-1 所示。图 6-1 分模隙南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 24 页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.1 定模座板定模座板尺寸为：350 450，厚 30mm定模座板通常就是模具与注射机连接处的定模板。.2 定模板（型腔板）定模板（型腔板）尺寸为：300 450，厚 110mm 定模板与型腔做成一体，用于固定型芯（凸模）、导套。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CrWMn 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；注：上面还开有两弹簧顶销孔，以便分模时，斜滑块顺利地留在动模部分，顶销孔与顶销为 H8/f8 配合。.3 动模板动模板尺寸为：300 450，厚 35mm 上面的型腔为整体式；其导柱固定孔与导柱为 H7/m6 过渡配合；.4 推件板推件板尺寸为：300 450，厚 20mm其导柱孔与导柱为 H7/g6 间隙配合；.5 动模垫板动模垫板动模垫板（又称支承板）（180 250，厚 32mm）。垫板是盖在固定板上面或垫在南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 25 页固定板下面的平板，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 垫块垫块尺寸为：56 400，厚 100mm1.主要作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.结构型式可以是平行垫块、也可以是拐角垫块。（该模具采用平行垫块）3.垫块材料选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。4.垫块的高度计算 h垫块=h限钉+h顶垫+h顶固+s顶+ （61） = 0+25+20+25+10 =80（mm）所以，取标准值 90 mm式中顶出行程的富裕量，一般为510mm，以免顶出板顶到动模垫板。5. 垫块装配模具组装时，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。.7 动模座板动模座板尺寸为：350 450，厚 30mm其注射机顶杆孔为 90mm；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）第 26 页第七章第七章合模导向机构的设计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不对称布置。3.该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上。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。.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）第 27 页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.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。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 28 页图 72 导套南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 29 页第八章第八章脱模推出机构的设计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除经济够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，采用推件板推出。作用面积大，推出力大而均匀，运动平稳，且塑件上无推出痕迹。推件板在推出塑件的同时，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）第 30 页成，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.推杆的形式（带肩推杆）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.推杆直径与模板上的推杆孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的间隙配合； 6.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； 7.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，不因由于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； 8.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 推件板推出机构推件板推出机构设计要点设计要点推件板推出机构是由一块与型芯按一定配合精度相配合的模板和推杆（亦可起复位杆作用）所组成。随着推出机构开始工作，推杆推动推件板，推件板从塑件的端面将其从型芯上推出。因此，推件板推出机构的特点是推出力大，且推出力的作用面积大而均匀，运动平稳，塑件上没有推出的痕迹。推件板推出机构适用于薄壁容器、壳形塑件以及表面不允许有推出痕迹的塑料制件，但对于非圆截面的塑件，推件板与型芯的配合部分加工比较困难。（1）推件板推出机构的形式图 8-1 是推件板推出机构的几种结构形式。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 31 页 a) b) c) d) 图 81 推件板推出机构的结构形式 1推板 2推杆固定板 3推杆 4推件板 5注射机顶杆 a 所示为推杆与推件板用螺纹相连接的形式，在推出过程中，可以防止推件板从导柱上脱落下来；b 所示为推杆与推件板无固定连接的形式，为了防止推件板从导柱上脱落下来，固定在动模部分的导柱要足够长，并且要控制好推出行程。必要时可以像图 c 那样在模具内或外侧加设定距装置；c 所示为注射机上的顶杆直接作用在推件板上的形式，适用于两侧有顶杆的注射机，此种模具结构简单，不需要设计推杆及其固定板，但是推件板的长度尺寸要适当增大以满足两侧顶杆的间距，并适当加厚推件板以增加刚性；d 所示为推件板镶入动模板内的形式，推杆端部用螺纹与推件板相连接，并且与动模板作导向配合。推出机构工作时，推件板除了与型芯作配合外，还依靠推杆进行支承与导向。这种推出机构结构紧凑，推件板在推出过程中也不会掉下。（2）推件板设计的注意事项1）减小推件板和型芯摩擦2）为了减少推出过程中推件板和型芯的摩擦，可采用在推件板和型芯间留有 0.200.25mm 的间隙，本设计的推出机构如图 8-2：南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 32 页图 8-2 推出机构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，并且采用推件板推出机构，复位时推件板与定模板接触，推动推杆后移完成复位，所以就不需要另加复位机构。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 33 页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2 3无法带动滑块；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，防止滑块和顶出机南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 34 页构复位时的互相干涉；6、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。.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。2512 25.2 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（91）2(1)coscpfCr E hkQk式中：抽心力，N；cQE塑料的拉伸弹性模量，为；32.0 10 MPa塑料的平均成型收缩率，本设计为 0.0045；塑料的泊松比，为 0.48；型心的脱模斜度，本设计的为；0型心脱模方向高度，本设计塑件的为 15；hmm脱模斜度修正系数；fk制品与钢材表面之间的静摩擦系数，经查表可得；f0.4f 厚壁制品的计算系数；k （92）12cprrr南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 35 页14(49 tan)2 6.08mm，因此属于薄壁制品。6.081.224.9810 （93）cossin1 0.4cossinffk0.4cos1sin11 0.4sin1 cos1=0.3699 （94）22cos2 cosk 22 4.98cos12 4.98 cos1 4.526532 3.14 6.08 2.0 100.0045 15 0.36991 0.484.5265CQ（cos1 100.8N.3 斜导柱的弯曲力的计算斜导柱的弯曲力的计算（95） 21 2tan() cosFfff 2100.812 0.1 tan120.1 cos12 93.05N式中：钢材零件之间的摩擦系数，取；f f 0.1 斜导柱的倾斜角，本设计。12南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 36 页.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 3mmmm （96）(23)5Shmm:斜导柱的有效长度sinSL式中：抽心距，；Smm斜导柱的倾斜角，；（97）sinSL5=sin1224.05mm斜导柱的直径为：（98）11332100.1cosWWCWWWF LF Hd13210 100.8 15()140cos 1212.23mm式中：Fw弯曲力，N； Fc抽芯力，；mm许用弯曲应力，斜导柱用 T8A 制造，=140； wwMPaHw侧型心滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离, mm ；取斜导柱的直径为，斜导柱连接及配合如图 9-1 所示；12.5mm南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 37 页图 9-1 斜导柱固定及配合.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，取 D。装斜导柱的定模板板厚1.25Dd15.62mm16mm。30hmm （99） tantan5 152cos2sinDhdSLmm1611012.55tan12tan1282cos122sin12Lmm 147.49mm取斜导柱的长度 L=150。mm.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。112153南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 38 页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。.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）第 39 页a.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，故采用整体式凹模。.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。（2）组合式凸模南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 40 页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。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。.1 影响工作尺寸的因素影响工作尺寸的因素（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 （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 。.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南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 41 页的收缩率这三项。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，塑件是一个塑料机 Half 轴承支座，属于精密度较低的塑件，故这里采用第一种方法计算。塑件按未标注公差标 3 级精度选取。型腔的工作尺寸计算（1）型腔径向尺寸因为塑件尺寸属于中型的，精度级别取 3 级，x- 修正系数，取 0.75 ， -塑件公差值 - 制造公差，取/3,塑件平均收缩率（ABS 收缩率为z0.40.7）取 0.55根据公式： L （101）01sMsS L 基本尺寸/mm 公差值/mm 计算180 1.02 =180.2251.023031 0.55%1801.024ML0.340125 0.84 =0.843031 0.55%1250.844ML0.280125.06 0.72 = 87.51.023031 0.55%1801.024ML0.24087.44112 0.78 =112.0320.783031 0.55%1120.784ML0.260 20 0.44 =19.710.443031 0.55%200.444ML0.150 0.37 =9.79100.373031 0.55%100.374ML0.120（2）型腔的深度尺寸h -塑件高度最高尺寸， x-修正系数，取 2/3；s南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 42 页根据公式： H （102）01zMSS h 基本尺寸/ mm 公差值/mm 计算92.5 0.72 =93.490.723021 0.55%92.50.723ML0.240100 0.75 =100.960.753021 0.55%1000.753ML0.25015 0.4 =15.350.43021 0.55%150.43ML0.13087 0.72 =8709750.723021 0.55%870.43ML0.24050 0.58 =50.670.583021 0.55%500.43ML0.190型芯的工作尺寸计算（1）型芯径向尺寸的计算x-修正系数，取 3/4 -塑件公差值根据公式： L （103） 0431zlSM长基本尺寸/ mm 公差值/mm 计算 0.72 83.500.72331 0.55%83.50.724ML00.2484.50121 0.84 00.84331 0.55%1210.844ML00.24122.29176 0.98 00.98331 0.55%1760.984ML00.33177.708.8 0.36 00.36331 0.55%8.80.364ML00.1211.1110 0.37 00.37331 0.55%100.374ML00.12510.33南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 43 页27.3 0.48 00.48331 0.55%27.30.484ML00.12510.33（2）型芯的高度尺寸-塑件内孔深度尺寸， -塑件公差sh根据公式: （104）0321zShhsM基本尺寸/ mm 公差值/mm 计算 0.75 10000.75321 0.55%1000.753ML00.25100.9685 0.72 00.72321 0.55%850.723ML00.2485.98590.5 0.72 00.72321 0.55%90.50.723ML00.2491.4844.2 0.56 00.56321 0.55%44.20.563ML00.1944.962 0.32 00.32321 0.55%20.323ML 00.112.2310.310.3 成型零件强度计算成型零件强度计算.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，大尺南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 44 页寸的模具型腔，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整体式矩形型腔计算，根据经验公式：（105） 2(1)2plWaS=240 80(1 0.148 0.67)2 320=21 mm式中，S型腔侧壁厚度，mm P型腔内单位平均压力，取 40Mpa，型腔侧壁长边长，为 80 mml 抗弯截面系数，查表得 0.148w 矩形成型型腔的边长比，取 0.67a 模具强度计算的许用应力，取 320 MPa2.型腔底部的厚度计算（1）按刚度条件计算：（106） 3421EplCH =35402. 0101 . 243.46400277. 0=10.7 mm （2）按强度条件计算： H= （107） 122Pl南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 45 页 =46.438 .15602. 31240 =8.27 mm式中，为型腔短边长度，为 46.43mm2l 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）第 46 页第十一章第十一章排气系统的设计排气系统的设计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

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