中间盘注射模具的设计_本科毕业设计论文.docx

摘 要天 津 大 学（高等教育自学考试）本科生毕业设计（论文）任务书 机械工程学院 办学点 模具设计与制造 专 业 2007乙 班设计（论文）题目：中间盘注射模具的设计摘 要摘要：通过对产品中间盘的注塑模具设计，进行了塑件结构的设计、工艺参数的分析与计算、及模具结构的设计和加工方案的制定，其中重点介绍了分型面的设计与抽芯机构的设计与计算，本文主要体现了运用pro/engineer wildfire 2.0及caxa电子图版2007来完成整个设计工作的方法及流程。关键词：模具的设计；中间盘；pro/engineer wildfire 2.0；塑件目 录目 录第一章 前言21.1中国注塑模具行业市场情况21.2我国注塑模具行业存在问题2 1.3我国注塑模具市场发展前景分析3第二章 产品的材料和设计选择52.1塑件的精度和表面粗糙度52.2塑件的形状和结构设计52.3塑件分析52.4零件材质物理化学特性及成型特性8第三章 零件模具设计103.1设计任务103.2选择成型设备103.3注塑机有关参数的校核123.4浇注系统设计153.5分型面设计193.6排气方式设计213.7合模导向机构的设计22第四章 模具动作过程及结构特点264.1模具结构特点264.2模具动作过程26第五章 设计总结及课题展望295.1 5.2 34第一章 前言第一章 前言1.1中国注塑模具行业市场情况塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在几年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。目前，我国模具生产厂点约有3万多家，从业人数80多万人。2005年模具销售额达610亿元，同比增长25；模具出口7.4亿美元，比2004年的4.9亿美元增长约50，均居世界前列。在我国，广东、上海、浙江、江苏、安徽是主要生产中心。广东占我国模具总产量的四成，在专业人才聚集、技术水平、模具生产设备和qc、qa上要领先于国内其它省份。2006年，注塑模具比例进一步上升，热流道模具和气辅模具水平进一步提高，注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量已超过50吨，最精密的注塑模具精度已达到2微米。在cad/cam技术得到普及的同时，cae技术应用越来越广，cad/cam/cae一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。随着现代工业特别是汽车、家电等工业的快速发展，分析认为，我国模具市场的总体趋热是平稳向上的,未来的模具市场中, 注塑模具的发展速度将高于其它模具,并且在模具行业中的比例将逐步提高。1.2我国注塑模具行业存在问题中国注塑模具在设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。1.2.1供给不均匀国内自配率不足，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。由此可见，虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。1.2.2人才不足，科研及技术投入少模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代进步和技术发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造，致使科技进步不大。1.2.3工艺装备水平低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和cad/cam应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。1.2.4标准化、商品化程度低由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。1.2.5材料及相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.3我国注塑模具市场发展前景分析1.3.1注塑模具标准化水平向高水平逐步提高国外发达国家模具标准化程度为70%80%，而我国只有30%左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期25%40%，并可减少由于使用者自制模具标准件而造成的工时浪费。应用模具cad/cam技术设计模具已较为普遍，推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展cad/cam技术、提高模具的精密度有重要意义。以往的模具即使只损坏了一个部件，也将无法使用。由于不是标准件，市场上很难有相应产品，要到生产厂家去更换部件，费时费力。而如果采用标准件，则可以很方便的维修、更换，这将大大提高模具的使用寿命。现在，国内企业已认识到了模具标准化的重要性，目前有一定生产规模的模具标准件生产企业有100余家。主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等，其中塑料模架已可生产较大型产品，为发展大型精密模具打下了基础。1.3.2cad/cam/cae技术得到普及现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成，这就要求信息技术的普及，广泛应用cad/cae/cam技术，逐步走向集成化。cad/cam技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具cad/cam技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件。基于网络的cad/cam/cae一体化系统结构初见端倪，将解决传统混合型cad/cam系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题，cad/cam软件的智能化程度也将逐步提高。塑料制件及模具的3d设计与成型过程的3d分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。与此同时，还要加强研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程的研究。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模具cad/cam的关键技术之一，研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.3.3注塑模具生活向信息化发展模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是cad/cam的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了cae、cat、pdm、capp、kbe、kbs、re、cims、erp等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。第二章 产品的材料和设计选择第二章 产品的材料和设计选择2.1塑件的精度和表面粗糙度2.1.1尺寸精度塑件精度的确定应该合理，在满足时要求前提下尽可能选用低精度等级。因为制件材料选用pa66，其公差等级选用mt4，未注公差选用mt6。2.1.2表面粗糙度塑料制品的表面状态的改善除了成型工艺上进可能避免冷疤、云纹等缺陷外，模具型腔的粗糙度起着决定性的作用。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度。还可利用表面粗糙度差异来使塑件在开模时留在表面粗糙度较大的型芯上或留在凹模中。2.2塑件的形状和结构设计2.2.1易于模塑，避免侧向分型抽芯塑件的形状应便于模塑，用注塑模塑成型的制品在充模阶段能顺畅地充满型腔，为此塑件沿料流方向应设计成流线型或具有较大曲率半径，避免流动死角，否则在死角处会形成气泡、缩孔。此中间盘有三个斜通孔和三个梯形孔，所以模具设计时必须采用侧向分型抽芯机构。2.2.2斜度设计在塑件的内外表面沿脱模方向应设计足够的脱模斜度，否则会发生脱模困难，如过大推出力推出时易拉坏擦伤塑件。由于中间盘是一个较复杂的零件，所以选取的脱模斜度为。2.2.3壁厚设计塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面的要求：首先是使用要求，既具有足够的强度和刚度，脱模时能经受住脱模机构的冲击与震动，装配时能承受紧固力。而且壁厚过大不仅造成材料的浪费，同时会影响塑件的成型周期和产品质量，因为壁厚塑件易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷。同一个零件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生内应力，引起翘曲变形。2.3塑件分析2.3.1零件图及公差标注模具型芯和型腔的加工尺寸可以通过公式计算基本尺寸，s指塑件的平均收缩率。设计者应根据不同塑料收缩率范围和稳定性的差异，合理确定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收缩率范围较大或收缩率稳定性较差塑料成形塑件的尺寸公差应取得大一些。否则就会出现大量尺寸超差的废品。与主（进料）流道垂直方向（横向）的收缩率应取稍大于平均数的值；与主流道平行方向（纵向）的收缩率应取稍小于平均数的值。按照惯例考虑到模具制造厂的加工能力，模具制造公差取，指塑件的尺寸公差。塑件图及公差标注：第二章 产品的材料和设计选择图2-1 塑件产品图塑件名称：中间盘塑件精度要求：按gb/t14486-1993标准及pa66材料特性，选塑件精度等级为，标注尺寸公差mt3级，未标注尺寸公差mt6级。2.3.2零件途径或功能塑件用途或功能：用于连接支杆和某产品，中间盘上的三个斜孔用于穿插支杆，中间的圆孔用于某产品的连接。中间盘托 盘支 杆 图2-2 塑件应用图示2.3.2零件成型工艺性分析（1）明确制品设计要求a) 外观：颜色军绿色，按样板颜色进行配色，色泽均匀一致。b) 使用环境温度要求：-40+50。c) 使用寿命：库存10年或野外使用三个月无裂纹等损伤。（2）明确制品的生产批量本产品为某军品的一零件，为专用件数量较少，目前按产品定货批量估算，本制品的批量为500件/批。（3）零件成型方案根据产品三维模型，分析塑件的工艺性对模具设计的要求。开始设计之前，应根据塑件的技术图样和使用要求对其进行仔细地分析研究，并结合注射成型的工艺程序综合考虑成型的难易程度，以便能在保证塑件质量和使用要求的前提下尽量选用比较简单的模具结构，以便减小模具制造难度和降低加工成本。如果塑件的工艺性确实有问题，或者塑件成型需要极为复杂的模具结构，并因此导致模具制造非常困难或经济上极不利时，则应和塑件设计部门及时协商解决有关问题。2.4零件材质物理化学特性及成型特性2.4.1零件材质材质：pa66聚酰胺66或尼龙66学名：聚亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺 nh ( cn2)6 nh co(ch2)4 co n ，英文名: polyhexamethyleneadipamide简称pa66。2.4.2材料的化学和物理特性pa66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。pa66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。pa66在成型后仍然具有吸湿性，其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时，一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。pa66提供了各种特性的最佳平衡性，并且是所有尼龙中最强状的。（pa66塑料性能见表2-1）同pa6相比，pa66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。pa66是pa系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高，故刚性、硬度、耐热性都高，屈服强度较pa6和pa66大，摩擦系数小，耐应力开裂性良好，尤其是抗蠕变性是热塑性塑料中最强的品种之一；吸水率为7%，工作温度100120。适于在中等载荷条件下使用，可制作盛载化学药物的瓶、管，其他用途类似于pa6。pa66疲劳强度和钢性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够。为了提高pa66的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如epdm和sbr等。pa66的粘性较低，因此流动性很好（但不如pa6）。这个性质可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。pa66的收缩率在1%2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%1%。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。pa66对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱。表2-1 尼龙66工程塑料性能项目名称指标项目名称指标相对密度1.131.15缺口冲击强度(kj/m2)12熔点()248258体积电阻(.cm)1013含湿度(%)1.5表面电阻()1013相对粘度2.53.2马丁耐热()5070拉伸强度(mpa)65热变形温度(1.81mpa，)6070静弯曲强度(mpa)100成型收缩率(%)1.52.22.4.3材料成型特性（见表2-2）（1）干燥处理如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在85的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要进行105，12小时的真空干燥。（2）熔化温度熔化温度260290，注射成型温度240300，对玻璃添加剂的产品为275280。熔化温度应避免高于300。（3）模具温度模具温度为5090，建议80。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于40的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。（4）注射压力通常在注射压力80130mpa，取决于材料和产品设计。（5）注射速度高速（对于增强型材料应稍低一些）。（6）流道和浇口由于pa66的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。表2-2 pa66注射成型的主要工艺参数项目名称指标项目名称指标注射机类型螺杆式模具温度/60120螺杆转速/(r/min)2050注射压力/mpa80130喷嘴形式自锁式保压力/mpa4050喷嘴温度/250260注射时间/s05料筒温度/前段255265保压时间/s2050料筒温度/中段260280冷却时间/s2040料筒温度/后段240250成型周期/s50100第三章 零件模具设计第三章 零件模具设计3.1设计任务将质量为400g的支架中间盘采用注射工艺加工出来，对中间盘注射模具进行设计，在保证成型循环时间和不良品率最低的前提下，保证制品预定的性能。制件的工艺参数及形状特征见后几章所述。此次设计的主要目的：中间盘是某产品的一个零件，通过对中间盘的注射成型分析，可以学习到一些塑料材料的基础知识，注塑模具知识，以及相关的表面处理加工工艺等。 设计的主要任务有：搜集整理有关塑件制件设计，成型工艺，成型设备，机械加工等相关资料，以备设计模具时使用。分析塑件的工艺性，尺寸精度等要求。分析成型工艺资料选择成型设备拟定模具结构方案方案讨论与论证绘制模具装配图绘制模具零件图3.2选择成型设备3.2.1计算制品的体积和重量由材料的性能特点，可以知道pa66的密度为1.14 g/cm3，由pro/engineer 2003可以算出零件的体积和质量，如图1。则可计算零件的体积为：=351.52631cm3零件质量为：=400.74g图3-1 pro/engineer 2002计算3.2.2模架的选择（1）模架概述模具设计主要是形成产品外形的凹、凸模零件以及开模和脱模方式的设计，为了简化模具设计周期，还有标准模架可供设计者选用。塑料注射模模架国家标准有两个，即塑料注射模中小型模架及技术条件（gb/t 12556.11990）和塑料注射模大型模架（gb/t 12555.11990）。前者适用于模板尺寸小于560mm900mm；后者的模板尺寸为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。（2）模架的选择将重要零部件绘制完全，即初步确定了模具的最小边缘尺寸，并以此确定模架的各方向尺寸。建议尽量选用标准模架，可加快模具设计进度，减少工作量，降低模具成本。根据模具成型方案可初选模架，模架的大小是由模芯的大小来确定的，模芯的大小是20020mm，根据经验数据和模架库的选择，再加上抽芯机构的摆放位置，选取模架大小为546546mm。模架的型式如图所示。3.2.2注射机的选型根据估算的制品质量401g以及pa66材料的工艺特性，参考塑料制品及其成型模具设计教材第30页，初选sz-800/3200卧式注塑机，其技术参数如下：表1 sz-800/3200卧式注塑机技术参数名称参数名称参数理论注射量840cm3/oz拉杆内间距600600mm螺杆直径67mm开模行程550mm注射压力142.2mpa最小模厚300mm注射速率260g/s锁模形式双曲轴塑化能力28g/s定位孔直径160mm螺杆转速10-125r/min喷嘴球半径20mm锁模力2000kn喷嘴口径4mm图3-23.3注射机有关参数的校核3.3.1最大注射量校核以容量计算时v总v注 ，式中：v注注射机最大注射容量 cm3；v总 成型塑件与浇注系统体积总和 cm3；最大注射容量的利用系数，一般取0.80.85。v注v总/0.8=351.5/0.8=439.4cm3以质量计算时m总 m注 ，式中:m注注射机最大注射质量 g；m总成型塑件与浇注系统质量总和g；最大注射容量的利用系数，一般取0.80.85。m注m总/0.8m总/0.85=401/0.8401/0.85=471.7501.2g注塑机符合要求。3.3.2锁模力校核 锁模力为注塑机锁模装置用以夹紧模具的力。所选注塑机的锁模力必须大于由于高压熔体注入型腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和浇道系统再分型面上的投影与型腔压力的乘积。即：fpa/1000f注射机的额定锁模力（kn）；p熔融型料在型腔内的压力（mpa ）；（mpa）a制品及流道在分型面上的投影面积（mm）制品和流道在分型面上的投影面积为：a=s圆盘-3s扇孔-s中孔+s流道= 31092.096-33933.822- 1849.053+361.749=17626.82mm2f=pa/1000=3017626.82/1000=528.805kn所选用的注塑机的锁模力的为3200kn528.805 kn 选用sz-800/3200卧式注塑机是符合要求的。3.3.3模具与注射机安装部分相关尺寸校核喷嘴尺寸注塑机sz-800/3200的喷嘴球半径为r1=15 mm ，主流道始端球面半径取r2=15.5mm ，则注塑机喷嘴球与主流道始端球面半径吻合，r2 r1，以利于同心和紧密接触，主流道内凝料能顺利脱出。注射机喷嘴孔直径d1=4mm，主流道孔始端直径d2=4.5mm，d2 d1, 以利于塑料熔体流动。图3-3 喷嘴与主流道配合图定位圈尺寸sz-800/3200卧式注塑机的定位孔直径为160mm，中间盘模具的定位圈的直径为159.7mm,注射模端面凸台径向尺寸与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心，所设计的定位圈是符合要求的。3.3.4开模行程和塑件推出距离的校核注射机移动，固定板台面上有许多不同间距的螺丝孔，用于装固模具。本模具为中、小模具，采用压板固定。注塑机开模行程是有限制的，取出制件所需开模行程必须小于注塑机最大开模距离。sz-800/3200卧式注塑机为双曲轴锁模，注塑机最大开模行程与模厚无关，由曲轴连杆的最大行程决定。sz-800/3200卧式注塑机移模行程550mm，拉杆间距为600600(mm)。sh1+h2+510 mm （取8 mm）式中：h1塑件推出距离 ；h2塑件高度（包括浇注系统）。流道高度h流=126mm，塑件高度h塑=38mm，所以塑件高度h2=164mm。推出距离h1应大于动模型心的高度h1=45mm，取h1=80mm。开模行程s= h1+h2 +8=164+80+108 mm=352 550mm校核合格。图3-4 塑件模具截面图3.4浇注系统设计3.4.1浇注系统组成、作用及设计要点 浇注系统由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成。浇注系统用以将熔融状态的塑料粘流体经注射机喷嘴在高温、高压和高速状态下，通过浇注系统进入模具型腔。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响， 故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，设计时需要注意以下要点： 教材塑料制品及其成型模具设计第117页：1) 浇注系统力求距型腔距离近、一致，并首先进入制品的壁厚部位，不宜直冲型芯(尤其是细小型芯)镶件块；应避免产生熔结痕，利于排气。2) 其位置力求在分形面上，便于加工并易于快速，均匀，平稳地充满型腔，主流道入口应在模具中心位置；3) 有利于制品的外观，并易于清除。当产生矛盾无法处理时，可协商修改制品构造。4) 对大型制品和功能性制品，力求用模拟软件分析充填过程，以保证制品的内在质量和尺寸精度的要求。5) 大批量制品，浇注系统应自动脱落，以利于实现自动化生产;6) 还应考虑到制品的后续工序，利于后工序的加工，装配，工序间运送和管理，必要时设辅助流道，将制品联为一体。3.4.2主流道设计主流道是连接注塑机喷嘴与分流道的塑料熔体通道。根据材料及塑件的要求，选择垂直式主流道，其中主流道长40mm，为圆锥形状，开始半径为r=4.5mm，结束半径为r=8mm。1) 注塑机喷嘴口径为4mm，要求主流道小端直径比喷嘴大0.51mm，取4.5mm。2) 主流道锥度一般选，粘度大的可选36；pa66粘度不大，流动性较好，此取3。3) 主流道出口部位应有圆角，圆角半径r取0.33mm或取0.125d2(d2为主流道出口端直径)。4) 主流道的型腔内表面粗糙度应小于ra0.631.25m。流道部分ra=0.8，配合部分ra=1.6，其余ra=12.5。5) 与型腔板的配合取过渡配合或过盈配合h7/k6、h7/m6、h7/n6，与定位圈的配合取间隙配合h7/f6。6) 材质一般选t8，hrc=4550。3.4.3浇口套的设计一般不把主流道直接开在定模上，而是将它单独开设在一个嵌套中，然后将此套再嵌入定模里，该嵌套就是主流道衬套（又叫做浇口套）。采用主流道衬套不仅对主流道的加工和热处理有利，而且在主流道损坏后便于修理或更换。浇口套形式、尺寸及其与注射机喷嘴接触时的情况见图3-4。在设计主流道衬套时应注意以下内容：1) 主流道衬套应选用优质钢材，热处理后硬度要达到5357hrc。2) 主流道衬套与定模之间为紧配合，一般采用h7/m6。3) 主流道衬套的长度应与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不能突出在分型面上，不然就会造成溢料或模具损坏。图3-5 浇口套与喷嘴配合图3.4.4浇注系统的拉料和顶出结构设计1) 顶出结构设计：中间盘制品出模时的顶出结构为8根顶杆，当合模时，又兼作复位杆。注意点：推杆在装入型腔或型芯之后，应使推杆端面高出型腔或型芯的成型表面0.050.1mm。图3-6 中间盘顶出结构视图2) 拉料杆及冷料穴设计立式和卧式注射机用注射模的主流道在定模一侧，模具打开时，为了将主流道凝料能够拉向动模一侧，并在顶出行程中将它脱出模具，在动模一侧应当设计有拉料杆。冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。但对于a66模温较高，可选择较小的冷料井长度8.5mm。冷料穴与z字形拉料杆匹配，如图3-6所示，冷料穴底部安装一个头部为z字形的圆杆，动、定模打开时，借助头部的z形结构将主流道凝料拉出，。z形拉料杆安在顶出元件（顶杆或顶管）的固定板上，与顶出元件同步运动。图3-7 带拉料钩冷料井的视图3.4.5浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，其主要作用是型腔充满后浇口先凝结，防止倒流；易于切除浇口凝料；对于多型腔模具用以平衡进料，对于多浇口单型腔模具用以控制熔结痕的位置。浇口形式有直浇口、侧浇口、点浇口和潜伏性浇口等。本设计的塑件中间盘为成形管状、扁平状且深度不大的塑件，采用图3-7形式的轮辐式浇口，见图熔融塑料从注料口经过与轮辐式流道相连的浇口进入型腔。这种浇口切除凝料较方便，但容易产生拼缝痕迹。1) 浇口截面积及长度浇口其截面积约为分流道的0.030.09，长度约为0.52mm，浇口具体尺寸取其下限值，试模时逐步校正，通常矩形断面的浇口厚度a=(1/32/3)s ,s为浇口处塑件的厚度，对中小型塑件取浇口宽度b1=(5 10)a，浇口表面粗糙度要求：ra0.40,否则易产生摩擦力。2) 浇口位置的选择浇口避免熔体破裂后在塑件上产生缺陷，避免产生喷射（克服方法：一是加大浇口的截面尺寸，二是采用冲击性浇口。）浇口应开在塑件最厚处，以利于容体流动，排气和补料，避免产生锁孔和表面凹陷。减少熔接痕迹和增加熔接强度对于圆环形塑件，为了减少熔接痕迹，浇口最好开在塑件的切线方向。防止料流将型芯或嵌件挤歪变形。浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。本设计选择半圆形浇口，在分型面上动模上，从塑件中心孔的内侧壁设置多8个点浇口进料，从主流道到各浇口的分流道长度、形状和断面尺寸都是对应相等的。此设计可达到控制熔结痕的位置，均衡进料补料，流程短，虽有汇流，但融合较好。另外，此浇口能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，浇口截面形状简单，加工方便；能对浇口尺寸进行精密加工；浇口位置选择比较灵活，以便改善充模状况；不必从注塑机上卸模就能进行修正；去除浇口方便，痕迹小。3) 浇口尺寸计算：h=3mm(浇口深度)l=1.0mm(浇口长度)b=4mm(浇口宽度3.36.4mm)图3-8 浇口视图3.5分型面设计3.5.1分型面的设计原则分型面设计应遵循以下原则：1) 分型面的方向尽量采用与注塑机开模方向垂直的方向；2) 分型面一般开设在产品的最大截面处；3) 尽量使塑件留在动模一侧；4) 有利于保证塑件的尺寸精度和外观质量等；5) 有利于成型零件的加工与制造。3.5.2型芯及材料性质与参数的选择塑料制品在成型过程中影响其尺寸精度的主要因素有以下几方面：1) 型腔、型芯等成型零件在制造时的尺寸精度。2) pa66收缩率为1.52.2%，平均收缩率为1.8%，考虑到制品为非薄壁件，又由于平行于熔体流动方向的收缩率比较大，综合因数考虑，所以在平行于熔体流动方向上的收缩率取pa66=2%。3) 塑料收缩率波动值：对于工艺条件，一般讲，注塑压力提高，收缩率减小；温度升高，收缩率增加；保压时间延长，收缩率也减小；脱模速度加快，收缩率增大。制品结构对收缩率的影响有：有嵌件比没有嵌件、薄壁比厚壁、形状复杂比形状简单的，其收缩率都有一定程度的减小，而径向尺寸的收缩率比厚度方向尺寸要大。当然塑料本身由于牌号不一，批号、厂家不同，即使同一类塑料，其收缩率也往往波动不一，引起制品精度的降低。4) 动、定模型芯比较复杂，为了加工方便，因此都是组装的，存在装配误差，影响制品的精度。5) 型腔成型零件长期在工作过程中的磨损：塑料在型腔中流动或制品脱模时与型腔壁摩擦都会造成成型零件的磨损，一般估计与制品脱模方向平行的壁面磨损较大，与制品脱模方向垂直的壁面则磨损较小。当然塑料本身的性质关系也很重大。如以硬质无机物（玻璃纤维、玻璃粉、石英粉等）作填充料者磨损较为严重。3.5.3分型面及型芯型腔结构的设计分析分析中间盘零件特点后，决定分型面设在沿零件的最大轮廓外表面中心处，且零件三个斜孔有倒扣，还须设置分型机构和抽芯机构，将抽芯距离长的一边（斜孔型芯）放在动定开模的方向上,而将短的一边(倒扣型腔)作为侧向分型抽芯。直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件成为凹模，构成塑件内部形状的成型零件成为凸模。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性，硬度达5055hrc, 以及承受塑料的挤压力和料流的摩擦力,有足够的精度与适当的表面粗糙度,以保证中间盘外表面有足够的光洁度。3.5.4型腔的尺寸计算1) 凹模工作尺寸的计算a) 径向尺寸计算d=d塑（1+s）3/4 ， 式中：d塑塑件外形最大尺寸s塑件的平均收缩率，经查手册pa66收缩率为1.5 2.2%塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/ 3 1/6对于塑件200尺寸取自由公差it14，其值经查表分别为：2001.15。相对于2001.15尺寸的模具尺寸：d= d塑（1+s）3/4 =200(1+0.02)-(3/4)1.15 0.38 =203.518b) 深度尺寸计算h=h塑（1+s）2/3 ， 式中：h塑塑件高度方向的最大尺寸h=h塑（1+s）2/3 =37.5（1+0.02）(2/3)0.62 0.21=37.9952) 凸模的工作尺寸计算a) 径向尺寸计算d=d塑（1+s）+3/4 -d塑塑件内形径向的最小尺寸对于塑件主要尺寸50+0.3+0.1，相对于50+0.3+0.1尺寸的模具尺寸：d= d塑（1+s）+3/4 - =50(1+0.02)+(3/4)0.2 -0.07 =51.08b) 高度尺寸计算h=h塑（1+s）+2/3 -h塑塑件内腔的深度最小尺寸h=h塑（1+s）+2/3 -=10（1+0.02）+(2/3)0.36 -0.12=10.320图3-9 塑件模具截面图3.6排气方式设计利用型芯、顶杆、镶拼件等的间隙排气，不需要另外设计排气系统。当塑料熔体进入行腔时,如果行腔内原有气体,蒸汽等不能顺利地排出,将在制品上形成气孔,银丝,灰雾,接缝,表面轮廓不清,型腔不能完全充满等弊病,同时还会因气体压缩而产生的高温,引起流动前沿物料温度过高,粘度下降,容易从分型面溢出,发生飞边,重则灼伤制件,使之产生焦痕.而且行腔内气体压缩产生的反压力会降低充模速度,影响注塑周期和产品质量。此模具成型采用滑块侧向分型抽芯,因此可利用滑块分型面和型芯和孔的配合间隙排气，为了增加分型面的排气效果,可增加斜滑块分型面的粗糙度,并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。3.7合模导向机构的设计3.7.1 导柱的设计计算1) 尺寸：根据模板的相关尺寸，确定导柱的直径d=34mm，长度l=310mm。2) 形状：导柱前端做成半球形，且要倒角，使其能顺利进入导向孔，取，取与其相邻的圆柱直径的1/3。导柱为了增加它的寿命，在其导向段开设油槽，以便储存润滑油脂。见图3-10。3) 公差配合：安装段与模板间采用过渡配合h7/k6,导向段与导向孔间采用滑动配合h7/f7。4) 粗糙度：固定端表面用ra0.8um，导向段表面用ra0.4um。5) 材料：导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此材料选用t8a，表面经淬火处理，硬度达hrc5055。图3-10 导柱3.7.2导向孔与导套的结构设计导向孔设计为通孔，便于排气。为了与导柱配合，故导套的内径d=30mm，根据模具结构的有关尺寸取直导套的长度为l=222mm，直导套采用20号钢，并经过淬火处理，其表面硬度为hrc5660。其定形尺寸如下图所示：图3-11 直导套第四章 模具动作过程及结构特点第四章 模具动作过程及结构特点4.1模具结构特点本模具是双分型面模具，结构较为简单，其动作过程如下：注塑机在完成射胶、保压、冷却等一系列动作以后，制品在模具型腔中成型完毕。开模时动定模板分离，制品在拉料钩的作用停留在动模板一侧。三个滑块首先与楔紧块分离，然后在弹簧销的作用三个倒扣型腔向外滑开，完成侧向分型抽芯动作。同时，支撑板上的弹簧将动模型腔板向上打开，完成三个斜