机械毕业设计（论文）-U盘上盖注塑模具设计（全套图纸三维） .pdf

密级： nanchang university gongqing college 学 士 学 位 论 文（设 计） thesis of bachelor （20112015 年） 中文题目: 基于 cad 的 u 盘上盖注塑模具设计 英文题目： u disk injection mold design based on cad 学 院： 共青学院 系 别： 工程技术系 专业班级： 11 材料成型及控制工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 二 一 五 年 四 月 学士学位论文原创性声明学士学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： 日期： 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权南昌大学共青学院可以将本学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 请在以上相应方框内打“” 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 i 摘 要 u 盘是一种无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品， 通过 usb 接口进 行连接。u 盘连接到电脑的 usb 接口后，u 盘的资料可与电脑交换。而之后生 产的类似技术的设备由于朗科已进行专利注册，而不能再称之为“优盘”，而改 称谐音的“u 盘”。后来，u 盘这个称呼因其简单易记而因而广为人知，是移动 存储设备之一。 本设计主要针对 u 盘上盖塑件，应用计算机辅助模具设计。设计中首先根 据塑料制品要求拟定成型工艺方案、初选成型设备、确定模具结构方案，设计浇 注系统并进行模流分析、选用模架、选择和校核注射机，完成模具型腔设计并对 模具主要零件设计计算，然后应用 ug 软件，完成整副模具的三维设计，并对模 具进行了虚拟装配和试模，针对其中出现的问题，对模具进行了修改，最后导出 模具二维工程图。 关键词：u 盘上盖；注塑模具；abs 全套图纸三维，加全套图纸三维，加 153893706 ii iii abstract usb is a kind of miniature high capacity without physical drives mobile storage products, through the usb interface connection. u disk is connected to the computer usb interface, usb data can be exchanged with a computer. after the production technology of similar equipment as sloan is registered for patent, and cant call it the “usb“, and renamed harmonics “u disk“. later, the usb stick so well known for its simple and easy to remember, is one of the mobile storage devices. this design mainly for usb cover plastic parts, application of computer aided mould design. first according to the request of plastic products in the design of drawing up scheme, primary molding equipment, molding process of mould structure scheme, gating system design and mold flow analysis, selects the die set, select and check injection machine, the main parts to complete the mold design and mold design and calculation, and then using ug software, completed the entire mould 3 d design, and on the mould virtual assembly and test, and problems which appear on the mold modification, finally export mold two- dimensional engineering graphics. key words: usb cover; injection mould; abs. 南昌大学共青学院毕业设计（论文） iv 目录目录 摘 要. i abstract iii 前言 1 第一章 塑件成型工艺分析 3 1.1 塑件的分析. 3 1.2 abs 的性能分析 3 第二章 模具的结构形式 6 2.1 分型面位置的确定 6 2.2 型腔数量和排列方式的确定 7 2.3 注射机型号的确定 7 第三章 浇注系统的设计 11 3.1 浇注系统的作用. 11 3.2 浇注系统的组成. 11 3.3 主流道设计. 11 3.4 分流道设计 12 3.5 浇口设计 . 12 3.6 冷料穴设计. 13 第四章 成型零件的结构设计及计算 14 4.1 成型零件的结构设计 14 4.2 成型零件钢材的选用. 15 4.3 成型零件工作尺寸的计算. 15 第五章 排气系统的设计 18 第六章 导向与脱模机构的设计 19 6.1 导柱、导套的设计 19 6.2 导向孔的总体布局. 20 6.3 脱模推出机构的确定 20 6.3.1 推杆横截面直径的确定. 21 6.3.2 推杆的形式. 21 南昌大学共青学院毕业设计（论文） v 第七章 冷却装置的设计 22 7.1 冷却时间的计算 22 7.2 冷却水管直径. 23 7.3 冷却水道的结构. 23 第八章 注射模具结构类型及模架的选用 24 8.1 确定模架组合形式. 24 8.2 模具安装校核. 24 小结 26 致谢 27 参考文献 28 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 1 前言 模具是工业生产的基础技术和设备,开发和振兴中国模具产业,正在成为 越来越多的关注和重视。模具行业属于高新技术产业,是一个重要的组件的机械 行业。在每个国家的模具被称为“工业之母(每个)”、“重点行业”、“无限的电力工 业”、“工业发展“整个秘密的“效益放大器”和一系列的声誉。模具工业是非常重 要的,并且在国家经济工业机械、石化、汽车、电子、建筑五根柱子,需要相应的 模具行业。在节约资源在现代,强大还呼吁开发注塑模具塑料行业,其次是如此相 关的研究也逐渐深入,实现实践。注塑模具的研究包含产品材料、模具设计、模 具制造、国内外研究学者努力大量的文献,开发注塑模具与连续性。 模具是用来成型物品的工具,这种工具有所有部件。不同的模具是通过物理 状态的改变来实现材料成型,模具是由不同的部件。它主要是通过物理状态变化 的材料形成的商品处理。主要在挤压成形、锻造、冲压、冷锻、冲压、铸造、粉 末冶金零件,以及工程陶瓷、橡胶、塑料制品,如注射或压缩成型加工,在外力作用 下使空白成一个特定的形状和尺寸的冲压工具。 注塑模具,塑料注射成型模具中使用,它是重要的技术来实现注射成型工艺和 设备。指的是所谓的成型(注塑),加热到融化的材料由高压进入空腔,冷却固化后, 得到成形品。该方法适用于形状复杂部件的批量生产,是重要的加工方法之一。 注塑模具设计、成形原理的塑料从注塑机料斗进行加热,加热后的缸融化流 动状态的推动下,柱塞和螺丝,熔融塑料是压缩和向前流动,再通过喷嘴安装在前 面的气缸在快速注意降低温度封闭空腔,在空腔充液压力的条件下,冷却和凝固后 保存模具型腔的形状,然后打开模具切割成型塑料零件。因此,为了完成一个周期 的经营生产过程。正常情况下,一个成型周期长度范围从秒到几分钟,这取决于塑 料零件的形状、尺寸和厚度,模具结构,注射机的类型和品种的塑料和成型工艺条 件和其他因素。 注塑模具的分类方法很多,根据其类型可分为卧式注塑机的注塑机器适用于 注塑、立式注塑机注塑模具,注塑成型角与注射模具及双色注塑机和注塑模具等; 根据模具腔数可分为单腔和多型腔注射模;根据数量的分型面可分为单和双分型 面或控制型面注塑模具分型面;根据浇注系统的形式可分为普通浇注系统和注塑 模具热流道浇注系统;除了气体辅助注射成型、蒸汽压铸模,一般可分为普通注塑 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 2 模具和特殊注塑模具、特殊注塑模具可以分为:滑动芯式注塑模具,注塑模具,注塑 盘珠宝模具的螺纹,滑动核心结合盘或块注塑模具。 近年来,由于高速、稳定的增长,促进国民经济的迅速发展,模具工业在我们的 国家,因此,模具设计与制造专业或相关材料成形与控制已成为我们国内有优势的 热门专业。我们的许多产品在我们的日常生活中是由模具来生产,所以,越来越多 的人从事模具行业的设计,因此,我国的模具设计水平有了进一步的改善和发展空 间。与国民经济的高速发展,市场日益增长的需求,模具设计、模具产业的迅速发 展,将不可避免地使企业所有制结构在模具行业发生了巨大变化,除了国有专业模 具厂、集体、合资、独资和私营也得到了快速的发展。不断加快步骤符合国际标 准和日益激烈的市场竞争,已经越来越多的人意识到产品质量、成本的重要性,并 对新产品开发能力。和模具制造是一种最基本的元素在链、模具制造技术正在逐 渐成为一个重要的象征一个国家制造水平和发展程度的标志之一。 下面从产品材 料、模具设计、模具制造、计算机辅助 cax 软件平台特性四个方面介绍了国内 外现状。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 3 第一章 塑件成型工艺分析 1.1 塑件的分析 名称：u 盘上盖 材料：abs 产品数量：大批量生产 1 外形尺寸 该塑件壁厚为 0.5mm,塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太长， 适合于注射成型。 2 结构设计 零件是方形的壳体，边上有一椭圆通孔 3 脱模斜度 abs 属于无定型塑料，成型收缩率较小，参考表 210 选择该塑件 上型芯凹模的统一脱模斜度为 1 度。 1.2 abs 的性能分析 abs 树脂是丙烯腈（a）、丁二烯（b）和苯乙烯（s）三种单体的共聚物， abs 树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（丁 二烯的特性）、耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能），且表面硬度高、耐化学 性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变 abs 的各种性能，故 abs 工 程塑料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。 允许使用温度范围 - 40 c o 到80 c o 。 abs塑料机械强度与耐热性在通用塑胶原料中极为优秀;表面光泽度、表面 喷涂及电镀性佳，具有吸湿性，底色为黄色，一般的成型塑料制品需要染色。 用途：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。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 4 abs 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，abs 工程塑料一般是不 透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火 焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴 落现象。 abs 塑料具有优良的综合性能，极好的冲击强度，尺寸稳定性好，耐磨性， 电性能，耐化学性，染色成型和机械加工较好。 abs 树脂水、碱和酸、无机盐， 醇类和烃类，不溶于大多数溶剂，而容易溶于酮，醛，酯和某些氯代烃。 abs 工程塑料的缺点：耐热性较差，可燃，热变形温度较低。 综合上述，塑件可以注射成型。 1 使用特点： 1）综合性能较好,电性能良好,化学稳定性,冲击强度较高。 2）与 372 有机玻璃的且可表面镀铬，制成双色塑件，熔接性良好、喷漆处 理。 3）有透明、增强、阻燃、高耐热、高抗冲等级别。 4）流动性比 hips 差一点，比 pc、pmma 等好，柔韧性好3。 2 成型特性： (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 预热干燥长时间80- 90度，3小时。 (2)应采取高料温，高模温，熔体温度太高，但易分解（分解温度 270度）。 对于高精密塑料零件，模具温度应该是50- 60度，热量高光塑料模具温度应采取 60- 80度。 (3)要解决夹水纹，需提高材料的流动性，模具温度高，耐高温材料，或改 变成水和其他方法。 (4)后残存的塑料模具表面分解形成耐热或阻燃材料，生产3至7天，导致模 具表面的光泽，需要及时清理模具，模具表面在同一时间需增加排气位置。 3. abs的主要性能指标 表 2.1 abs 性能指标 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 5 密度)/( 3 dmkg 1.021.16 比体)/( 13 kgdmv 0.860.98 吸水率100)24( cp 0.20.4 收缩率 s 0.40.7 熔点ct o / 130160 硬度 hb 9.7 r121 抗拉屈服强度mpa b/ 50 拉伸弹性模量mpae / 1 3 1.8 10 体积电阻率)/(cm v 16 6.9 10 弯曲强度mpa w/ 80 热变形温度 ct / 0.46mp 90108 冲击韧度 )/( )/( 2 2 mkj mkj k n 无缺口 261 0.185mp 83103 缺口 11 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 6 第二章 模具的结构形式 2.1 分型面位置的确定 2.1.1 分型面的选择原则 分型面的选择主要考虑以下几个问题： （1）分型面不仅应选择在对制品外观没有影响的位置，而且还必须考虑如 何能比较方便地清除分型面产生地溢料飞边。同时，还应避免分型而产生飞边； （2）分型面的选择应有利于脱模，否则，模具结构便会变得比较复杂。通 常，分型面的选择应尽可能使制品在开模后滞留在动模一侧； （3）分型面不影响制品的形状和尺寸精度; （4）分型面应尽量与最后填充的型腔表面重合，以利于排气； （5）选择分型面是，应尽量减少脱模斜度给制品大小端尺寸带来的差异； （6）分型面应便于模具加工; （7）选择分型面时，应尽量减少制品在分型面上的投影面积，以防止面积 过大，造成锁模困难，产生严重的溢料。 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在 u 盘上盖截面积最大且有利于 开模取出塑件的底平面上，其位置如图 2.1 所示； 图 2.1 分型面设计 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 7 2.2 型腔数量和排列方式的确定 型腔数量的确定 该塑件采用的精度一般在2到3级之间， 且为大批量生产， 可采用一模多腔的结构形式。 同时， 考虑到塑件尺寸， 模具结构尺寸的大小关系， 以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模 4 腔结构形式。 型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置。 且要力求紧 凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模 4 腔，故采用直线对称 排列。 图 2.2 型腔分布 2.3 注射机型号的确定注射机型号的确定 用 ug 建模分析知塑件体积为体积：v=0.86cm 3 ，单侧投影面积为：a= 1071.6202mm 2，模具浇注系统初步估计浇体积为 10cm3 ，由于采用的是一模四腔 固 v 总=4x v 塑 +v 浇 =4x 0.86 + 10 =13.44cm 3 因为 abs 的平均密度为 p=1.05g/cm，故： m=pv 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 8 m 零=0.86x1.05=0.903 图 2.3 塑件体积 选择注射机 根据第二部计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 v 总， 并结合（418）则有：v 总/0.8=16.8。根据以上的计算，由此考虑塑件大批量 生产，以及以上的从温度、压力、时间、模具高度等方面考虑，查表附录 d（塑 料成型工艺与模具设计）初步选用注射机 xs-z-60。 表 2- 1 xs- z- 60 型注射机相关数据 注塑机型号 xs- z- 60 额定注射量 60cm3 螺杆（柱塞）直径 38mm 注射压力 122mpa 注射行程 170mm 注射方式 柱塞式 锁模力 500kn 最大成型面积 130 最大开合模行程 180mm 模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 9 喷嘴圆弧半径 r12mm 喷嘴孔直径 4mm 顶出形式 两侧设有顶杆，机械顶出 动、定模固定板尺寸 330x440mm 拉杆空间 190x300mm 合模方式 液压- 机械 液压泵 流量 70、12l/min 压力 6.5mpa 电动机功率 11kw 加热功率 2.7 kw 机器外形尺寸 3160x850x1550mm 注射机的相关参数的校核 （1） 最大注塑量效核 材料的利用率为 500/840=0.60，符合注塑机利用率 在 0.30.80 的要求。 （2） 注射压力的效核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射 压力，塑件的注塑压力一般要求为 60120mpa，所以该注塑机的注塑压力符合 条件。 （3） 锁模力效核 高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开 的胀模力， 此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成 积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。 型腔压力 pc 可按下式粗略计算： pc=kp（mpa） 式中： pc 为型腔压力，mpa； p 为注射压力，mpa； k 为压力损耗系数，通常在 0.250.5 范围内选取。 所以 ， pc=kp=0.37120=45mpa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑 机的额定锁模力： tkpca 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 10 式中： t 为注塑机的额定锁模力，kn； a 为塑件和流道系统在分形面上的投影面积，mm2； k 为安全系数，通常取 1.11.2； kpca=1.2451071.6202=57.87kn 图 2.3 塑件投影面积 所以 t=500kn kpca 成立，即该注塑机的锁模力符合要求。 成型腔数的确定 以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计 算： 件 浇 w ws = 8 . 0 05 . 1 0.86 5 . 10608 . 0 x x = =41.5 式中： n- - - - 型腔数 s- - - - 注射机的注射量（g） w 浇- - - - 浇注系统的重量（g） w 件- - - - 塑件重量（g） 因为，n=41.54 所以，此模具型腔为一模四腔结构合理。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 11 第三章 浇注系统的设计 3.1 浇注系统的作用 注射模浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到模腔之间的进料通道。 它的作用 是平滑引进熔体进入型腔，在填充的压力传送到各个部位的空腔，以获得尺寸稳 定性，外观清晰，流畅和茂密的塑件表面。因此，浇注系统的设计有直接关系的 效率和注塑成型的塑料部件的质量。 3.2 浇注系统的组成 浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。 3.3 主流道设计 （1）为便于凝料从主流道中拔出主流道设计成圆锥形。 （2）主流道与分流道结合处采用圆角过度(其半径 r 为 13mm)。 （3）在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度 l 应尽量短（l 不超 过 60mm）。 （4）设置主流道衬套。 根据以上原则得主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段 带有锥度的流动通道。根据设计手册查注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴孔径为 d=3mm,喷嘴前端球面半径 r=12mm。 根据模具主流道与喷嘴 sr=sr1+（12）mm 和 d=d1+(0.51)mm，取主流 道球面半径 sr=13mm；小端直径 d=3.5mm。经过计算大端直径为 6.5mm。 为了便于拉出芯子的主要通道，设计成锥形的主要通道，与节距 1- 3 度，由 转换浇道 融为了顺利进入分流可以养活的主流设计告诉半径 r =2 毫米的圆弧过渡 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 12 3.4 分流道设计 实际设计中所采用的分流道断面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形和 u 形 等。由于圆形分流道表面积最小，阻力亦小，浇口可开在流道中心线上，因而延 长了浇口冻结时间，对侧向进料的小浇口有利，虽制造比较困难、费用高，但对 于表面有质量要求的制件，采用圆形分流道的热量损失较小，可更好地满足表面 质量的要求，故采用圆形分流道。 确定分流道断面尺寸时，应保证分流道内的塑料在型腔内充满并补充因 型腔内塑料冷却收缩所需的熔体后，方可进行冷却凝固。 （按此要求及参考常用 塑料的分流道直径表得： abs 塑料分流道尺寸推荐范围 4.89.5， 本设计取分流 道的直径为 2mm。长度为 34mm） 图 3.1 分流道设计 3.5 浇口设计 浇口是物料流进入模腔之前，最狭窄的部分，而且最短的浇注系统，和它的 大小是小而短的，目的是为了使料流进入模腔之前，加速度，易于充满型腔，而 且由于他们帮助密闭的腔口，防止熔体的回流。另外，为了容易模制的塑料件， 用冷的材料分离。 模具确定为一模 4 腔，选用侧浇口较为理想，位置在塑件的定端中心位置。 从塑件中心侧面进料， 在模具结构上采取镶拼式型腔、 型芯， 有利于填充、 排气。 其示意图如下： 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 13 图 3.2 浇口形式 3.6 冷料穴设计 在每个注塑周期中，最前端的物质接触后，与模具的冷却温度，被称为冷的 硬质材料，以防止的冷喂料插头栅极或影响质量的零件设置冷料穴，它的作用是 存储凌材料。冷料穴一般设在主干道结束时，有时也在年底分流冷料创造。 该冷料穴底部有一根与冷料穴公称直径相同的钩形（z 形）拉料杆，由于 拉料头部的侧凹能将主流道凝料钩住，开模时即可将凝料从主流道中拉出。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 14 图 3.3 带钩形拉料杆 第四章 成型零件的结构设计及计算 4.1 成型零件的结构设计 （1）凹模的结构设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分 为整体式、 整体嵌入式、 局部镶嵌式和四壁镶嵌式 5 种。 总体上说， 整体是强度、 刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相 对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表 面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。由于该模具结构一般，又属于中小型 模具，外表面又要求一般，所以凹模板采用整体式。 图 4.1 型腔结构设计 （2）凸模的结构设计 凸模式成型塑件内表面的成型零件， 通常可以分为整体式和组合式两种类 型。由于该模具结构一般，又属于中小型模具，外表面又要求一般，所以凸模板 采用整体式。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 15 图 4.2 型芯结构设计 4.2 成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐 磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑他的机械加工性能和抛光性能。有因为该塑 件为大批量生产，所以构成型腔的凹模钢材选用 40cr。对于成型塑件外圆筒的 大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢。 4.3 成型零件工作尺寸的计算 本塑件中成型零件工作尺寸均采用平均法计算。查表得 abs 塑料的收缩率 为%8 . 0%,3 . 0 maxmin =ss， 所以平均收缩率为()%5 . 02/%8 . 0%3 . 0=+= cp s， 考 虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取3/= z 。 （1）凹模的內形尺寸： l凹=l 塑 (1+k)- (3/4) 3 + （5.6） 式中： l凹为型腔內形尺寸(mm)； l 塑 为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 16 k 为塑料平均收缩率(%)，此处取 0.5%； s为塑件公差， 查表知abs塑件精度等级取5级； 塑件基本尺寸在1014mm 范围内取 0.32mm;1824mm 范围内取 0.32mm;3040mm 范围内取 0.56mm;在 5065mm 公差取 0.74mm；塑件基本尺寸在 6580 范围内其公差取 0.86mm。 所以型腔尺寸如下： l1=46(1+0.005)- (3/4)0.64 3 64 . 0 + =45.75 21. 0 0 + l2=24(1+0.005)- (3/4)0.44 3 44 . 0 + =23.79 15. 0 0 + 型腔深度的尺寸计算： h凹=h 塑 (1+k)- (2/3) 3 + （5.7） 式中： h凹模/型芯高度尺寸(mm)； h 塑 为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； s 、k 含义如（1）式中。 h1=5(1+0.005)- (2/3)0.24 3 24 . 0 + =4.87 08. 0 0 + 2）凸模的外形尺寸计算： l凸=l 塑 (1+k)+(3/4) 3 （5.8） 式中： l凸模/型芯外形尺寸(mm)； l 塑 为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸； s 、k 含义如（1）式中。 所以型芯的尺寸如下： l1=45.5（1+0.005）+（3/4）0.64 3 64 . 0 =46.21 0 21 . 0 l2=23（1+0.005）+（3/4）0.44 3 44 . 0 =23.45 0 15 . 0 型芯的深度尺寸计算： h凸=h 塑 (1+k)+ (2/3) 3 （5.9） 式中： h凸为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h 塑 为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 17 s 、k 含义如（1）式中。型芯的高度分别为： h1=2（1+0.005）+（2/3）0.20 3 20 . 0 =2.14 0 07 . 0 h2=4.5（1+0.005）+（2/3）0.24 3 24 . 0 =4.68 0 08 . 0 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 18 第五章 排气系统的设计 模具型腔在塑料的填充过程中，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热 或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，考虑排气是很必要 的。一般是在塑料填充同时，必须将气体排出模外。否则，被压缩的气体产生的 高温会引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度 下降，甚至阻碍塑件填充等。为了使这些气体能从型腔中及时排出，可采用排气 槽等方法。当塑件熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔以及浇注系统内的空气 及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出 现气泡， 接缝或表面轮廓不清等缺陷； 甚至因气体受压而产生高温， 使塑件焦化。 考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机构与模板之 间的配合间隙进行排气，间隙值为 0.03mm。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 19 第六章 导向与脱模机构的设计 6.1 导柱、导套的设计 为保证注射模的准确开模和合模，注射模必须设置导向机构。导向机构具有 以下作用： 1、定位作用。模具合模时，导向机构可以保证动模和定模的位置正确，以 便使型腔的运送和尺寸精确；另外导向机构在模具的装配过程中也起定位作用， 方便模具的装配和调整。 2、导向作用。合模时，模具的导向零件首先接触，引导动、定模准确合模， 避免由于某种原因，使得型芯或型腔错误接触面而造成的损坏。 3、承受一定的侧向压力。塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的，型腔 的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非平衡进料形式， 就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一定的侧向压力。 设计导向机构时应注意：导柱应合理均匀分布在模具分型面的四角，导柱至 模具的边缘应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的年度应比型芯端面的高 度高出 6- 8mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。 该模具采用导柱导向形式。根据标准模架选择导柱导套，如图所示： 图 6.1 导柱导套设计 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 20 6.2 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 6.2 导向孔总体布局 6.3 脱模推出机构的确定 对制件进行受力分析塑料件对凸模的包紧力主要集中在四个地方： 中间型 环对型芯的包紧力，中间定位特征对型芯的包紧力，圆柱齿侧工艺槽对型芯的包 紧力，以及加强筋对凸模的包紧力。 纵观整个包紧力分布场可知：包紧力分布较为分散，而且包紧面较小，包紧 力因此也很小，零件在中心直径 12 处高 35mm，包紧力过大，在此包紧力集中 的地方用推管顶出。 由于塑料件的形状较为简单，必须在四周另设推杆作用，以使其平稳脱模。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 21 6.3.1 推杆横截面直径的确定 根据该塑件和模具的结构特点， 在开模后塑件的收缩不仅不对侧凹成型零件 产生包紧，反而会松开，故脱模力较小，可忽略不计，所以只能凭经验初选推 杆的直径为 d=3mm。 由于该套模具顶杆的数量较多， 顶杆的固定宜采用顶杆轴肩固定在压板的 方式。 6.3.2 推杆的形式 顶杆可以分为普通顶杆、成形顶杆、锥面顶杆，该模具的顶杆形式选择普通 顶杆，如下图所示。 图 6.3 推杆 主要参数计算： 经 cad 分析可知：塑料件在脱模方向的投影最大距离为 20mm，因此开 模距离为 l=20+(510)mm。 取 l=25mm 脱模杆直径为 d3=2mm,脱模杆间隙为 0.05mm. 推板及压板按标准选取规格： 推板的厚度为 20mm。 压板的厚度为15mm。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 22 第七章 冷却装置的设计 模具的温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适、均一与稳 定，对塑料熔体的充模流动，固化定型，生产效率及塑料制作的形状、外观和尺 寸精度都有重要的影响，模具中设置温度调节系统的目的是要通过控制模具温 度，使注射成型塑料制件有良好的产品质量和较高的生产效率。 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 7.1 冷却时间的计算 本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。 是否需要冷却系统可作如下设计计算。 1、由于制品为空心，按平板类计算其冷却时间 )( )( ln 2 2 ws wm tt ttt = 冷却所需的时间 s t塑件厚度 mm tm塑料熔体注塑温度 查表取 170- 180 tw模具温度 查表取 50- 80 ts塑料热变形温度 查表取 83- 103 塑料的热扩散率 mm2/s 9.610- 4m2/h 0.267mm2/s s61.10 50100 50170 14. 3 4 ln 14. 3267. 0 5 2 2 = = 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 23 7.2 冷却水管直径 为使冷却水处于湍流状态，查资料取 d=6mm 结合模具的结构取 2 条冷却管道会造成模具温度会分布不均，故这里取 4 条，上下模板各两条。 7.3 冷却水道的结构 由于该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为 6mm，其分布如下图： 图 7.1 冷却水道的结构 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 24 第八章 注射模具结构类型及模架的选用 8.1 确定模架组合形式 本模具采用的是塑料模具设计指导p104 页中的 p2 型标准模架，所以 其它板的尺寸如下2 如图所示： 图 8.1 标准模架 8.2 模具安装校核 模具安装固定有两种：螺钉固定、压板固定。采用螺钉直接固定时（大 型模具多采用此法），模具动定模板上的螺孔及其间距，必须和注塑机模板 台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中、小型模具多用此法），只要 在模具的固定板附近有螺孔就可以， 有较大的灵活性； 该模具采用压板固定。 开模行程的效核开模行程的效核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最 大开模行程。对于单分形面的注塑模具，其开模行程按下式效核15： sh1+h2+（510）(mm) （7.6） 式中： s 为注塑机的最大行程（此模具中为 300）mm； 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 25 h1为塑件的脱模距离（此模具中为 5），mm； h2为包括流道在内的塑件高度（此模具中为 60）