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水杯外形的注塑模设计【2腔】【三维UG】【8张CAD图纸和毕业论文】

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摘要 3

第1章概论 6

1.1 模具工业在国民经济中的地位 6

1.2 各种模具的分类和占有量 8

1.3 我国模具工业的现状 9

二产品技术要求和工艺分析 11

2.1 产品技术要求 11

2.2 塑件的工艺分析 11

2.3塑件材质特性 12

三、注射成型机的选择与成型腔数的确定 13

3.1注射成型机的选择 13

3.2 注射量的校核 14

3.3、顶出装置的校核 15

4.2确定型腔数量及排列方式 17

4.3浇注系统的设计 18

五模具总装图 21

六、排气系统的设计 22

6.1排气不良的危害 22

6.2排气系统的设计方法 22

七、导向与脱模机构的设计 23

7.1导向机构的作用和设计原则 23

7.2导柱、导套的设计 23

7.3.顶出机构的设计 26

八、冷却系统设计 28

8.1冷却系统的设计原则： 28

8.2 温度调节对塑件质量的影响 28

8.3 对温度调节系统的要求 29

8.4 冷却装置的设计要点 29

8.5 冷却水道的结构 29

九.侧向抽芯机构 31

9.1 斜导柱侧向抽芯机构设计计算 31

十、其它结构零部件的设计 35

十一、小结 36

十二、参考文献 37

致谢 38

摘要

塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，已广泛应用于国民经济的各个领域，与钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱，有着以塑代钢、以塑代木的发展趋势。塑料模具是塑料成型加工中重要的装备之一，在塑料制品制造过程中起着重要的作用，直接影响着塑料制品的质量、性能与生产周期。

本设计介绍了杯子注射成型的基本过程，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了塑件成型工艺设计，注射机的选择，浇注系统的的设计，成型零件的结构设计，脱模推出机构的设计，冷却系统的设计的过程。并对标准模架的选择也作了相应的介绍。通过本次设计，使我掌握了注塑模具设计的全过程，同时也提高了运用CAD绘制复杂装配图的能力。

关键词：塑料；注塑模具；杯子；模具结构；UG

PCtract

Plastic as one of the modern social and economic development of the basic material, has been widely used in various fields of national economy, iron and steel, wood, cement has become the four pillar materials field, with plastic steel, with plastic wood development trend.Plastic mold is one of the important equipment of plastic forming, plays an important role in the plastic products manufacturing process, which directly affects the quality, performance and production cycle of plastic products.

This design introduced the basic process of fire extinguisher shell injection molding,especially the structure and working principle of single injection mold parting surface, put forward the basic design principles of injection molding product with plastic molding process;design is introduced, the choice of injection machine, the design of gating system, the structure design of molding parts, demoulding the design of ejecting mechanism, the cooling system design process. And the choice of the standard mould were introduced also. ThroUGh this design, I mastered the whole process of the injection mold design, but also improve theability to use CAD to draw the assembly drawing of complex.

Keywords: plastic; injection mold; fire extinguisher shell; die structure; UG

、

第1章概论

1.1 模具工业在国民经济中的地位

简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。

模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,没有模具是做不出来的.另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.

模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD／CAE／CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。

模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口几十亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。

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内容简介：: 毕业设计说明书题目：杯子模具设计学号：姓名：班级：级（）班专业：指导教师：学院：答辩日期：2018 年 4 月目录摘要 .3 第 1 章概论 .6 1.1 模具工业在国民经济中的地位 6 1.2 各种模具的分类和占有量 8 1.3 我国模具工业的现状 9 二产品技术要求和工艺分析 .11 2.1 产品技术要求 11 2.2 塑件的工艺分析 11 2.3 塑件材质特性 .12 三、注射成型机的选择与成型腔数的确定 .13 3.1 注射成型机的选择 .13 3.2 注射量的校核 14 3.3、顶出装置的校核 15 4.2 确定型腔数量及排列方式 .17 4.3 浇注系统的设计 .18 五模具总装图 .21 六、排气系统的设计 .22 6.1 排气不良的危害 .22 6.2 排气系统的设计方法 .22 七、导向与脱模机构的设计 .23 7.1 导向机构的作用和设计原则 .23 7.2 导柱、导套的设计 .23 7.3.顶出机构的设计 .26 八、冷却系统设计 .28 8.1 冷却系统的设计原则： .28 8.2 温度调节对塑件质量的影响 28 8.3 对温度调节系统的要求 29 8.4 冷却装置的设计要点 29 8.5 冷却水道的结构 29 九.侧向抽芯机构 31 9.1 斜导柱侧向抽芯机构设计计算 31 十、其它结构零部件的设计 .35 十一、小结 .36 十二、参考文献 .37 致谢 .38 摘要塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，已广泛应用于国民经济的各个领域，与钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱，有着以塑代钢、以塑代木的发展趋势。塑料模具是塑料成型加工中重要的装备之一，在塑料制品制造过程中起着重要的作用，直接影响着塑料制品的质量、性能与生产周期。本设计介绍了杯子注射成型的基本过程，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了塑件成型工艺设计，注射机的选择，浇注系统的的设计，成型零件的结构设计，脱模推出机构的设计，冷却系统的设计的过程。并对标准模架的选择也作了相应的介绍。通过本次设计，使我掌握了注塑模具设计的全过程，同时也提高了运用 CAD 绘制复杂装配图的能力。关键词：塑料；注塑模具；杯子；模具结构；UG PCtract Plastic as one of the modern social and economic development of the basic material, has been widely used in various fields of national economy, iron and steel, wood, cement has become the four pillar materials field, with plastic steel, with plastic wood development trend.Plastic mold is one of the important equipment of plastic forming, plays an important role in the plastic products manufacturing process, which directly affects the quality, performance and production cycle of plastic products. This design introduced the basic process of fire extinguisher shell injection molding,especially the structure and working principle of single injection mold parting surface, put forward the basic design principles of injection molding product with plastic molding process;design is introduced, the choice of injection machine, the design of gating system, the structure design of molding parts, demoulding the design of ejecting mechanism, the cooling system design process. And the choice of the standard mould were introduced also. ThroUGh this design, I mastered the whole process of the injection mold design, but also improve theability to use CAD to draw the assembly drawing of complex. Keywords: plastic; injection mold; fire extinguisher shell; die structure; UG 、第 1 章概论 1.1 模具工业在国民经济中的地位简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,没有模具是做不出来的.另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到 2 万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代. 模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM 技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口几十亿美元的模具。我国石化工业一年生产 500 多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。 The status of the 1.1 mold industry in the national economy In short, mold is used to shape objects tools, this tool has a variety of parts, different mould from different parts. It mainly throUGh the processing molding material physical state changes to achieve the object shape. The mold is a model, make the products according to this model, but the mold is how the production out of it, except maybe the mold professionals most could not answer. Mould has played an irreplaceable role in our lives, our supplies most inseparable from the mold, such as, computer, telephone, fax machine, keyboard, cups and so on these plastic products do not have to say, no mould is do not come out. Also like to cover automobile and motorcycle engine is also die out to do, light a car a variety of mold will be used in more than 2 . So the modern life die role can not be replaced. Mold industry is an important field of high-tech industrialization. The use of information technology to promote and enhance the level of manufacturing technology in mould industry, mould industry is a key link for promoting technology progress. Application of CAD / CAE / CAM technology in mold industry, application of rapid prototyping technology, the mould design and manufacturing technology has undergone major changes. Mold development and manufacturing level, but also depends on the use of precision CNC machining equipment. Reverse engineering, concurrent engineering, agile manufacturing, virtual technology, advanced manufacturing technology in Die the production of plastic pipe and plastic steel door and window, also need a lot of forming plastic mold. From the five pillar industries to the needs of mold, can also see the mold industrial important status. 1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔使材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的 6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。 1.3 我国模具工业的现状中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命 12 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5kg 大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。 1999 年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为 330 亿元，今后几年仍将以每年 10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年 10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999 年，国内汽车年产量为 183 万辆，。保有量为 1500 万辆，预计到 2005 年汽车年产量将达 300 万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到 2005 年汽车行业将需要各种塑料件 36 万吨，而目前的生产能力仅为 20 多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过 3200 万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了 1000 万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。早在 1989 年，在国务院颂布的关于当前产业政策要点的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。1997 年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997 年开始对部分模具企业实行了增值税返还 70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。二产品技术要求和工艺分析 2.1 产品技术要求 2.1.1 产品设计图 2.1.2 产品技术要求塑料零件的材料为 PC，生产量较大，属于大批量生产。表面要求无痕，表面粗糙度 Ra3.2。未注倒角 R0.5，未注尺寸公差取 MT2 级精度。可查表 -常用材料模塑件公差等级和选用（GB/T14486）、表-模塑件尺寸公差表（GB/T14486）。 2.2 塑件的工艺分析 2.2.1 塑件结构工艺性 1、制品简单，壁厚均匀,不易产生缩孔 2、塑件结构合理,可以避免塑件变形总之,塑件工艺性优良 2.2.2 塑件成型工艺性要求 (1) 该杯子，要求塑件表面精度等级较高，其表面要求光洁美观，其工作面成型时不允许有浇口、顶杆痕迹，开模时要求不被定模型芯拉裂或者拉变形。所以采用的浇口形式要保证其表面精度,本次采用倒装模，三板模侧浇口。 (2) 该塑件为大批量生产。而且模具的结构简单，为了提高模具的使用寿命成本，该塑件采用整体的结构。 2.3 塑件材质特性零件是采用 PC 注塑成的。查相关手册可知：化学和物理特性: 1.综合性能较好 ,冲击强度较高 ,化学稳定性,电性能良好. 2.与 372 有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件,且可表面镀铬 ,喷漆处理。 3.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4.流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好。 5.适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型性能： 1.无定形料,流动性中等 ,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度,3 小时 . 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度). 对精度较高的塑件,模温宜取 50-60 度 ,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度. 2.如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 3.如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。塑料性能测试项目：物理机械性能：密度硬度表面电阻率介电性能拉伸性能冲击性能撕裂性能压缩性能粘合强度耐磨性能低温性能回弹性能老化性能：热老化臭氧老化紫外灯老化盐雾老化氙灯老化碳弧灯老化卤素灯老化耐液体性能：润滑油汽油机油酸碱有机溶剂耐水燃烧性能：垂直燃烧酒精喷灯燃烧巷道丙烷燃烧烟密度燃烧速率有效燃烧热值总烟释放量适用性能：耐液压脉冲试验导电性能水密性气密性注塑模工艺条件: 塑料 PC 也可以说是聚苯乙烯的改性，比 HIPS 有较高的抗冲击强度和更好的机械强度，具有良好的加工性能，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工。PC 的吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为 7085，干燥时间为 26h；PC 制品在加工中容易产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于 7080的热风循环干燥箱内 24h，再冷却至室温即可。典型应用范围: PC 树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，PC 管材、PC 卫生洁具、 PC 装饰板广泛应用于建材工业。此外 PC 还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。三、注射成型机的选择与成型腔数的确定 3.1 注射成型机的选择 1 估算零件体积和质量。本次设计中，塑件的质量和体积采用 3D 测量，在 UG 软件中，使用模型质量属性功能，可以测得塑件的质量（PC 的密度为 1.2 ），即可以得出该3/cmg 塑件制品的体积为 66.681 质量为 80 克。3/cmg 由于采用一模 2 腔，需要至少注射量为 160g，流道水口废料 11g，总注塑量达到 171g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为海天 800X1A。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：海天 HTF800X1A 型号参数单位 8001A 螺杆直径 mm 45 理论注射容量 cm3 934 注射重量 PS g 854 注射压力 Mpa 210 注射行程 mm 470 螺杆转速 r/min 0150 料筒加热功率 KW 12.45 锁模力 KN 2000 拉杆内间距(水平垂直) mm 510X510 允许最大模具厚度 mm 510 允许最小模具厚度 mm 200 移模行程 mm 470 移模开距(最大) mm 510 液压顶出行程 mm 150 液压顶出力 KN 33 液压顶出杆数量 PC 9 油泵电动机功率 KW 12.45 油箱容积 l 200 机器尺寸(长宽高) m 5.3X1.6X2.1 机器重量 t 6.8 最小模具尺寸(长宽) mm 510X510 3.2 注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为： mn%8021 式中 -型腔数量 -单个塑件的体积（）3c -浇注系统所需塑料的体积（）2 3m 本设计中：n=2 66.81 =9.17 1m3c23cm M=2X66.81+9.17X1.2=196g 注塑机额定注塑量为 934g 934X0.8=747.2g196g 注射量符合要求（2）、开模行程（S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于多分型面注射模应有： mHS10521max 式中 -推出距离1 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度2 =（水口料的长度+2030）本设计中 =315 =165mm =130+20=150 mmmaxS12H 总的开模距离需要 H=315mm 以上经计算，符合要要求。 3.3、顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。四、浇注系统的设计 4.1 分型面位置的确定设计塑料注射模具时，选择分型面是一个主要的环节。分型面选择合适，模具的工艺性强，容易加工，塑料质量也容易保证，否则会给选模带来很大的麻烦。为了将塑料和浇注凝料从模具中取出，以及为了将活动型芯或嵌块装入模体，必须将模具分成两个或几个部分。一般地模体结构大部分为定模和动模两大主要部分。当模体逼和时，凹模和凸模相合的接触表面叫做分型面。通常模具的分型面与成型注射机的开模方向垂直。我们把成型的动、定模的分型面叫做分型面。选择模具分型面时，通常应考虑如下有关问题：（1）根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；（2）塑件的生产批量；（3）结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；（4）型腔的溢流和排气条件；（5）模具加工的工艺性。对于分型面的选择，我们还须注意以下基本原则：（1）持塑件外观整洁；（2）分型面应有利于排气；（3）应考虑开模时塑件留在动一侧；（4）应容易保证塑件的精度要求；（5）分型面应力求简单适用并易于加工；（6）考虑侧向分型面与主分型面的协调；（7）分型面应与注射机的参数相适应；（8）考虑脱模斜度的影响；（9）嵌件和活动型芯应安装方便。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。如图 4 所示，模具相对的简单，分型面在塑件尺寸的最大处，而且使塑件留在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，有利于脱模。分型面在中间面，不易出飞边。图 4 分型方案 4.2 确定型腔数量及排列方式表 2 单型腔、多型腔的优缺点及适用范围类型优点缺点适用范围单型腔模具塑件的精度高；工艺参数易于控制；模具结构简单；模具制造成本低，周期短。塑料成形的生产率低，塑件的成本高。塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。多型腔模具塑料成形的生产率高，塑件的成本低。塑件的精度低；工艺参数难以控制；模具结构大批量、长期生产的小型塑复杂；模具制造成本高，周期长。件。当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔还是多型腔模。由表二可以看出多型腔的适用于大批量生产，由于模具结构大，但长期大批量的生产，因此采用一模两腔。采用单分型面的侧浇口，位置在塑件在模具的中心对称两边。设计流道时，充分考虑了流动的平衡。型腔的排列 4.3 浇注系统的设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。 4.3.1 浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。一般情况下，浇口采用长度很短而截面很窄的小浇口。当熔融塑料通过狭小的浇口时，流速增高，并因摩擦使料温也增高，有利于填充型腔。同时，狭小的浇口适当保压补缩后首先凝固封闭型腔，使型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成型，因而塑件内残余应力小，可减小塑件的变形和破裂。狭小的浇口便于浇道凝料与塑件的分离，便于修整塑件，成型周期较短。但是，浇口截面尺寸不能过小。过小的浇口，压力损失大，冷凝快、补给困难，会造成塑件缺料、缩孔等缺陷，甚至还会产生熔体破裂形成喷射现象，使塑件表面出现凹凸不平。此设计采用侧浇口，它是一种尺寸很小截面为圆形的直接浇口的特殊形式。特点是进料口小，去浇口后残留痕迹小，可减少熔接不良现象，浇口可自动拉断，塑件光泽，表面清晰。适用于成型熔体粘度随剪切速度提高而明显降低的塑料和粘度较低的塑料，如各种塑料的壳、盒、盖等塑件。浇口的确定 4.3.2 主流道的设计注意事项： 1定位圈须沉入模胚 5，以支承模具部分重量 2定位圈高出模胚 10，以作啤塑时模具装入注塑机定位之用 3定位圈直径通常作直径 99.8-99.9mm，比注塑机装置孔直径 100 小 0.2，方便装模 4唧咀通常做成直径 16mm 5唧咀配注塑机射咀比射咀端部大 2-3 主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大 0.5-1mm，常取 4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大 1.5mm 以上，其锥角不宜过大，一般取 12。定位圈和唧咀的固定形式五模具总装图六、排气系统的设计从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体 7。排气系统的设计相当重要。 6.1 排气不良的危害增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满；在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低；滞留气体时塑件产生质量缺陷；型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解；由于排气不良，降低了充模速度。 6.2 排气系统的设计方法利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关；对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气；利用顶杆与孔的配合间隙排气；利用球状合金颗粒烧结块渗导排气；在熔合缝位置开设冷料穴本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用推板、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，这里不再单独设计排气槽。七、导向与脱模机构的设计 7.1 导向机构的作用和设计原则 7.11 导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有： a、定位作用 b、导向作用 c、承载作用 d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 7.12 导向机构的设计原则 a、导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形； b、导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度； c、导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求； d、导柱和导套应有足够的耐磨性； e、为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。 7.2 导柱、导套的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用 H7/h6 级配合 8。 7.21 导柱的设计导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱 8。在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦,故导柱采用加油槽的阶梯式导柱其示意图如下：图 7.1 导柱 7.22 导套的设计由于导柱已选定，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套. 其示意图如下 8：图 7.2 导套 7.23 导向孔的总体布局导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位，其中心距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发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如下图所示：图 7.3 导向孔总体布局 7.3.顶出机构的设计顶出机构的功能是在任何正常的情况，顶出机构都能确实可靠的将成型塑件从模板一侧顶出，并在合模时其相关的顶出零件确保不与其它模具零件相干扰的恢复到原来的位置。顶出机构的设计原则：开模时应留在动模的一侧；塑件在成型顶出后，一般都有痕迹，但应尽量使顶出残留痕迹不影响塑件的外观，一般顶出机构应设在塑件内表面以及不显眼的位置；顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部位，即不易变形或损伤的部位，尽量避免顶出力作用于最薄的位置，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤；顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠。顶出机构有多种类型，本设计采用顶杆中心顶出。采用段面形状为圆柱形的顶杆，圆柱型顶杆是最常用的一种，由于这个形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，且容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易卡滞等优点，因此，我们采用圆柱形顶杆顶出。图 7.4 推板推板长度的计算，顶杆总长度为： h 杆=h 凸+1+h 动垫+S 顶+2+h 顶固式中： h 杆为推板的总长度； h 凸为凸模的总高度； h 动垫为动模垫板的厚度； S 顶为顶出行程； h 顶固为顶杆固定板的厚度； 1 为富裕量，一般为（ 0.050.1）mm，表示顶杆端面应比腔型的平面高出； 2 为顶出行程富裕量，一般为 36mm。根据以上公式计可得，推板的总长度为 161.13mm。八、冷却系统设计在注射过程中，开始注射时模具是冷的，由于注入型腔内的塑料温度的影响，模具温度逐渐升高。根据注射的成型材料不同，模具的温度也不同。由于成型要求模具有一定的温度，模温过高或过低都会影响塑件质量，产生缩孔，变形等缺陷。所以，模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具的温度。成型时若料温不足，为了使模具达到成形要求的模温，一般应考虑加热装置；当料温使模温超过成形要求时，则应考虑冷却装置。在模具设计中，设置冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、扰曲性、伸长率较好的塑件。冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理地设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。本设计采用循环式冷却水路，这样对型腔和型芯的冷却效果较好。水孔边离型腔距离为 20mm，因为如果距离太近的话冷却不易均匀，太远的话效率就近。水孔直径设计为 8mm。 8.1 冷却系统的设计原则： 1）冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大； 2）冷却通道的布置应合理； 3）冷却回路应有利于降低冷却水进、出口水温的差值； 4）冷却回路结构应便于加工和清理； 5）冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等； 6）冷却水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的精度 8.2 温度调节对塑件质量的影响 a、采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好； b、模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要。 8.3 对温度调节系统的要求 a、根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式； b、希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量； c、采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好； d、温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。 8.4 冷却装置的设计要点 a、冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀； b、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合； c、塑件局部壁后处，应加强冷却； d、对热量积聚大，温度上升高的部位应加强冷却； e、当成型大型塑件或薄壁制品时，料流程较长，而料温愈流愈低，为在整个塑件上取得大致相同的冷却速度，可以适当改变冷却水道的排水密度，在料流末端冷却水道可以排列得稀一些； f、冷却水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件强度； g、冷却装置的形式应根据模腔的几何形状而定； h、便于加工清理。 8.5 冷却水道的结构冷却水道其分布如下图 15：图 8.5 冷却水道结构图九.侧向抽芯机构一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。下图列出模具的常用行位结构。 1.从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶） 2.从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构 9.1 斜导柱侧向抽芯机构设计计算是利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾。如图所示： 1、侧向分型与抽芯机构的类型（1）手动抽芯（2）液压或气动抽芯（3）机动抽芯 2、抽心距：S=H+(3-5) 其中,S 为抽芯机构需要行走的总距离， H 为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过 3D 或 2D 进行实际测量） 3-5MM 为产品抽芯后的安全距离本设计中，抽芯距离较大，抽芯 5-10mm 即可。取 6MM 3、抽芯力：将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。抽芯力 F=PA(f *cos+sin) p-塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取 812Mpa; A-塑料制品包紧型芯的侧面积， f-磨擦系数，取 0.10.2 -脱模斜度，一般就是几度而已。 F-单位为 N 9.2.斜导柱抽芯机构（1）斜导柱抽芯机构的结构及其设计 1）斜导柱的设计斜导柱的结构设计 A、斜导柱的形状，在此套模具中，我们采用标准的斜导柱形式，含有胚头示。可以直接购买标准件。 B、斜导柱的材料：45 钢、T8、T10 或者 20 钢经渗碳处理，淬火硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度为 Ra0.8mRa1.6m。 C、斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合 H7/m6。 D、斜导柱倾斜角的确定：通常取 1520，一般不大于 25 E、斜导柱的长度计算： F、斜导柱直径的计算：查表（2）滑块的设计滑块设计的要点在于滑块与侧向型芯连接以及注射成型时制品尺寸的准确性和移动的可靠性，滑块分为整体式和组合式两种。滑块材料常用 45 钢或 T8、T10 等制造，要求硬度在 HRC40 以上。（3）导滑槽设计 1）导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般采用 H8/f8。 2）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长度的 2/3， 3）导滑槽材料通常用 45 钢制造，调质至 HRC 28HRC32，（4）滑块定位装置设计，由于我们采用的是后模行位的形式，根据生产的实际情况，采用行位压板的方式，主要作用为固定与导向作用。（5）楔紧块设计楔紧角应比斜导柱的倾斜角大 23。（2）斜导柱抽芯机构的结构形式斜导柱和滑块在模具上因安装位置不同，组成了抽芯机构的不同结构形式。 1）斜导柱在定模上、滑块在动模上的结构 A、设计时必须注意，滑块与推板在合模复位过程中不能发生“干涉”现象。所谓干涉现象是指滑块的复位先于推板的复位致使活动侧向型芯与推板相碰撞，造成活动侧向型芯或推板损坏。 B、如果发生干涉，常用的先复位附加装置有弹簧先复位、楔形滑块先复位、摆杆先复位等多种形式。 2）斜导柱在动模上、滑块在定模上的结构 3）斜导柱和滑块同在定模上 4）斜导柱和滑块同在动模上 9.3 斜滑块抽芯机构斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块斜向运动，在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧抽芯和内侧抽芯两种。 1、斜滑块抽芯机构适用于制品具有侧孔或较浅侧凹，成型面积较大的场合。 2、特点：在制品被推出脱模的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。 3、斜滑块的导滑形式 4、倾斜角通常不超过 30。 5、进行斜

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