机械毕业设计（论文）-照相机外壳注塑模具设计[抽芯].pdfVIP

照相机外壳注塑模具设计照相机外壳注塑模具设计 摘摘 要要 塑料注射模具是工业生产的基础工艺设备，在电子、汽车、电机、电器、仪 表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件，都要依靠模具成形。它不仅直 接影响工业产品的水平， 也是一个国家工业化程度和机械制造工业技术水平的综 合体现。 照相机外壳是一类体积适中，形状、结构较为简单的塑料零件。根据照相机 外壳的结构确定模具的结构方案，利用塑件的三维零件图，确定模具的主要结构 方式，进而画出其模具的 cad 装配图和零件图。 通过对塑件的结构分析，本次设计采用一模四腔设计，滑块侧抽芯机构，实 现照相机外壳侧孔的生成；采用侧浇口形式；塑件的体积适中，采用推杆推出实 现脱料。采用此模具结构不仅可以保证塑件的表面要求和尺寸精度，而且生产率 高、成本低、结构简单，可行性强，是一副实用性很强的模具。 关键词：注塑模具；照相机外壳；塑件；斜滑块 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 the camera shell injection mold design abstract plastic injection mould is the basis of process equipment in industrial production, in the electronic, automobile, motor, electrical appliance, instrument, home appliances and communication products, 60%- 80% of the parts, must rely on forming die. it not only directly affect the level of industrial products, is a comprehensive reflection of a country industrialization and machinery manufacturing industry technical level. camera housing is a kind of medium in size, shape, simple structure of plastic parts. according to the camera shell structure determine the structure scheme of the mould, plastic parts of the 3d part drawings, the main structure of dies, and then draw the production of plastic parts cad parts and assembly plans. through the structural analysis of plastic parts, the design adopts the design of a mold four cavity, slanted slide block core- pulling mechanism, realization of generating camera housing side hole; the side gate; moderate volume of plastic parts, the push rod is introduced to achieve stripping. the die structure can not only ensure the surface requirements of plastic parts and precision, and high productivity, low cost, simple structure, strong feasibility, is a very practical mould. key words: injection mold; camera housing; plastic parts; oblique slippery 主要符号表主要符号表 g注塑机的实际最大注射量， 3 cm 或 g； t注塑机的额定锁模力，t； q熔融塑料在模腔内的压力， 2 cmkg； s注射机开模行程，mm； h 塑料的平均收缩率； d制品的设计公差； z s 模具制造公差； x a 型芯或成型孔中心距； g a 制品孔或凸台中心距； 1 p 动模板受的总压力，mpa； f塑件浇注系统在动模上的投影面积， 2 mm ； p型腔压力，一般取 2545mpa，取 32mpa； e塑料的弹性模量， 2 cmn； h 塑料的成型收缩率，查表取%5 . 0=h； a型芯的脱模斜度，为 1 g 塑料的泊松比，查表得394 . 0 =g k与a及m有关的系数，aamsincos1+=k m塑料与型芯间的静摩擦因数； max s推杆最大应力， 2 cmn c型芯成型部分的平均周长，mm； h型芯被塑料包紧部分的长度，mm； p单位面积的包紧力，mpa max s推杆最大应力， 2 cmn c f 抽芯力，n v q 冷却介质的体积流量，min/ 3 m； w单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量，min/kg 1 q 单位重量的塑件在凝固时所放出的热量，kgkj / r冷却介质的密度， 3 /mkg 1 c 冷却介质的比热容，)/(187 . 4 1 =kgkjc v q 冷却介质的体积流量，sm / 3 h冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数，)/( 2 hmkj qd模温与冷却介质温度之间的平均温差， i 目目 录录 1 绪论绪论 . 1 1.1 概述 1 1.2 模具发展现状及发展方向 1 1.2.1 塑料模具工业的发展现状及方向. 1 1.3 本课题的内容和具体要求 3 1.3.1 本课题的内容. 3 1.3.2 具体要求. 3 2 模具方案的论证和选择模具方案的论证和选择 4 2.1 abs 注射成型的原理及工艺过程 . 4 2.1.1 注射成型的原理. 4 2.1.2 注塑成型工艺过程. 4 2.1.3 注射成形工艺参数. 4 2.2 注塑模具的基本组成. 4 2.2.1 基本组成. 5 2.2.2 注塑模具装配图的技术要求. 5 3 注射机的选择和型腔数目的确定及分布注射机的选择和型腔数目的确定及分布 . 6 3.1 塑件材料的选择 6 3.2 塑件的基本资料 6 3.2.1 产品资料. 6 3.3abs 注射工艺性 6 3.4 型腔数目的确定及分布 7 3.5 注射机的选择 8 3.5.1 注射量的校核. 8 3.5.2 锁模力的校核. 8 3.5.3 最大注射容量校核. 9 3.5.4 注射压力校核. 9 3.5.5 模具厚度的校核. 9 3.5.6 开模行程的校核. 9 3.6 分型面的选择原则 10 3.6.1 分型面的选择原则. 10 3.6.2 分型面的分类. 10 3.6.3 分型面的确定. 10 4 排气系统的设计排气系统的设计 12 ii 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 13 5.1 浇注系统设计的原则 13 5.1.1 了解塑料的成型特性. 13 5.1.2 布局合理. 13 5.1.3 防止型芯和塑件的变形. 13 5.1.4 减小流程及塑料耗量. 13 5.1.5 排气良好. 13 5.1.6 修整方便，保证塑件外观质量. 13 5.2 主流道设计 13 5.3 冷料穴设计 14 5.4 分流道设计 14 5.5 浇口设计 14 5.5.1 浇口的主要作用. 15 5.5.2 浇口位置的选择原则. 15 5.6 浇口套的选择 15 6 拉料杆的设计拉料杆的设计 . 16 7 成型零件的设计成型零件的设计 17 7.1 凹模、凸模的结构设计 17 7.1.1 凹模的结构设计. 17 7.1.2 凸模的结构设计. 17 7.2 成形零件钢材选用 17 7.2.1 成形零件对钢材的要求. 17 7.3 成型零件工作尺寸 17 7.3.1 工作尺寸分类和确定. 17 7.3.2 影响塑件尺寸精度的因素如下。. 18 7.4 成型零件工作尺寸的计算 19 7.4.1 凹模尺寸计算. 19 7.4.2 凸模和型芯的尺寸计算. 19 7.4.3 型芯中心距或成型孔中心距尺寸计算. 20 7.5 动模板强度校核 20 8 脱模机构的设计脱模机构的设计 22 8.1 脱模机构的基本要求 22 8.2 脱模机构的设计原则 22 8.3 推出机构的确定 22 8.4 脱模力的计算 22 iii 8.5 推杆强度的校核 23 8.6 复位杆的设计 24 9 导向机构的设计导向机构的设计 26 9.1 导向机构的作用和设计原则 26 9.1.1 导向机构的作用. 26 9.1.2 设计原则. 26 9.2 导柱导套的设计 26 9.2.1 导柱的设计. 27 9.2.2 导套的设计. 27 9.3 导向孔的布局 27 10 抽芯机构的设计抽芯机构的设计 29 10.1 抽芯机构概述 29 10.2 抽芯机构的确定 29 10.3 斜导柱抽芯机构的结构设计 29 10.3.1 斜导柱分型与抽芯机构. 29 10.3.2 斜导侧向分型与抽芯机构应具备以下基本功能. 29 10.4 斜导柱抽芯机构的有关参数计算 29 10.4.1 抽芯距 s . 30 10.4.2 斜导柱倾斜角a的确定. 30 10.4.3 抽芯力的计算. 30 10.4.4 斜导柱直径的计算. 30 10.4.5 斜导柱长度的计算. 31 10.5 斜导柱的结构 31 10.6 滑块的设计 32 10.7 楔紧块的设计 32 10.8 导滑槽的设计 33 10.8.1 设计要点. 33 10.8.2 导滑槽和滑块的配合关系. 33 10.8.3 导滑槽的结构. 33 11 温度调节系统的设计温度调节系统的设计 . 34 11.1 温度调节对塑件质量的影响 34 11.2 温度调节系统的要求 34 11.3 模具温度对制品质量的影响 34 11.3.1 变形 . 34 11.3.2 尺寸精度 . 34 11.3.3 力学性能 . 34 iv 11.4 模具冷却装置的设计 34 11.4.1 冷却装置的设计要点 . 34 11.4.2 确定冷却系统的参数 . 35 11.4.3 水嘴的结构形式 . 37 11.4.4 冷却水道的结构 . 37 12 其它结构零部件设计其它结构零部件设计 38 13 模具的材料模具的材料 . 39 13.1 塑料模具对模具材料的要求 39 13.2 塑料模具常用材料 39 13.3 模具的淬火硬度 39 13.4 模具的表面粗糙度 39 13.5 热处理的选择 39 13.6 模具材料性能分析 40 14 模具的可行性分析模具的可行性分析 . 41 14.1 模具的特点 41 14.2 经济效率与市场前景分析 41 15 结论结论 . 42 参考文献参考文献 . 43 致致 谢谢 . 44 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明 错误！未定义书签错误！未定义书签。 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明 . 45 1 绪论 1 1 绪论绪论 1.1 概述概述 塑料注射模具是工业生产的基础工艺设备。振兴和发展我国的模具工业,日 益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产 品中，60%80%零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制作所表现出来的高 精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能 比拟的。模具又是“效率放大器”，用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自 身价值的几十倍、上百倍。因此，塑料模具技术，特别是制造精密、复杂、大型 模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 1.2 模具模具发展现状发展现状及及发展发展方向方向 1.2.1 塑料模具塑料模具工工业的业的发展现状发展现状及方向及方向 a. 我国我国塑料模具塑料模具工工业的业的发展现状发展现状 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个 多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具，汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料 模具方面，已能生产照相机塑料件模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注 塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度 ra0.2m，模具质量，寿 命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次， 交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模，高效多色注射模，镶件互换结构和抽芯 脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟， 如青岛海信模具有限公司，天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英 寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，取得较好的效果。热流 道模具开始推广，有的厂采用率达 20以上，一般采用内热式或外热式热流道 装置， 少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热 流道的采用率达不到 10，与国外的 5080相比，差距较大。 在制造技术方面的 cad / cam / cae 一体化技术的应用水平上了一个新台 阶， 以生产家用电器的企业为代表， 陆续引进了相当数量的的 cad / cam 系统， 如美国 eds 公司的 ug软件，美国参数技术公司的专业/ emgineer，美国简历 公司的 cads5，英国 deltacam 公司的 doct5，日本 hzs 公司的 crade 等等。 这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了的 毕业设计（论文） 2 cad / cam 的集成，并能支持两院技术对成型过程，如充模和冷却等进行 计算机模拟， 取得了一定的技术经济效益， 促进和推动了我国模具的 cad / cam 技术的发展。 近年来， 我国自主开发的塑料模的 cad / cam 系统有了很大发展， 主要有北航华正软件工程研究所开发的 caxa 电子图板系统，华中理工大学开 发的注塑模 hsc5.0 系统及工程院软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情 况，能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具的 cad / cam 技术创 造了良好条件。 近年来， 国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢， 如:p20、 3cr2mo、 pms、 sm、sm等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用 量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出 现了一些国产的商品化的热流道系统元件。 但目前我国模具标准化程度和商品化 程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%- 80%相比，仍有很大差 距。模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展 速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发 展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿 命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、 大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发， 这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。 b. 我国塑料模具的发展方向我国塑料模具的发展方向 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例 这是由于塑 料模成型的制品日渐大型化、 复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的 一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广 在塑料模设计制造中全面推广 cad/cam/cae 技术技术 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，其将解决传统混合型 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。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术 采用热流 道技术的模具可提高制件的生产率和质量， 并能大幅度节省塑料制件的原材料和 节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的 国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助 注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业 毕业设计（论文） 3 中正逐步推广使用。 气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数 需要确定和控制， 而且其常用于较复杂的大型制品， 模具设计和控制的难度较大， 因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料 件精度， 继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也 非常重要。 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方 式 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方 式 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 我国模具标准件水平和模具标 准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展， 为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首 先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高 商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得 十分必要 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得 十分必要 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程 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 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 本课题本课题的的内容内容和具和具体体要要求求 1.3.1 本课题的内容本课题的内容 根据照相机外壳塑件，设计其注塑模具。 1.3.2 具体要求具体要求 a. 设计中应注意的问题设计中应注意的问题 塑件的精度等级为五级，其配合部位为五级 b. 预期成果预期成果 通过该塑料零件的注塑模具设计，能够熟悉和掌握塑料零件注 塑模具的设计全过程，能够根据不同塑料的性能，塑料结构的特点，选择适当的 模具结构，并掌握模具主要零件的强度计算及每一个零件的尺寸确定，材料的选 择，热处理要求及其制造工艺知识。应能检查外语翻译及理解能力，能熟练运用 计算机进行设计和绘图。通过设计后，能够完全独立完成中等难度以上塑料注射 模具设计，并能在选材结构设计等方面进行环保，经济技术分析。 2 模具方案的论证和选择 4 2 模具方案的论证和选择模具方案的论证和选择 2.1 abs 注射成型的注射成型的原理原理及及工艺工艺过过程程 2.1.1 注射成型的注射成型的原理原理 将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的聊同中， 经过加热熔融塑 化为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过喷嘴注 入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状，然后 开模分型获得成形塑件。 2.1.2 注塑成型注塑成型工艺工艺过过程程 注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。 a. 成型成型前前的的准准备备 为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之 前要进行如下准备工作： (1) 原料的检验和预处理； (2) 料筒的清洗； (3) 嵌件的预热； (4) 脱模剂的选用。 b. 注射注射过过程程 完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等 几个步骤。但实质上只有在料筒中的塑化与在注射过程中的流动两个过程。所谓 塑化即塑料熔融， 是指塑料在料筒中经加热达到黏流状态并具有良好可塑性的全 过程。 所谓流动是指塑料熔体在注射进入模具型腔后的流动。该流动情况有可分 为充型、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 c. 塑件塑件后后处理处理 塑件在成型过程中， 由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结 晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件 内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设 法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理。 2.1.3 注射成注射成形形工艺工艺参数参数 a. 温度温度 注射成形过程需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度； b. 压压力力 注射成形过程中的压力包括塑化压力和注射压力； c. 时间时间 完成一次注射成形所需要的时间。 2.2 注塑模具的注塑模具的基基本本组组成成 毕业设计（论文） 5 2.2.1 基本组成基本组成 a. 浇注系统； b. 成型零件（凹模、凸模和型芯） ； c. 脱模系统（推出和抽芯机构） ； d. 导向系统； e. 冷却系统； f. 固定和安装部分等。 2.2.2 注塑模具装配图的技术要求注塑模具装配图的技术要求 a. 对模具某些结构的性能要求，如对脱模机构、抽芯机构的装配要求； b. 对模具装配工艺的的要求； c. 模具的使用说明； d. 防氧化处理、模具编号、刻字、油封及保管等要求； e. 有关试模及检验方面的要求。 3 注射机的选择和型腔数目的确定及分布 6 3 注射机的选择和型腔数目的确定及分布注射机的选择和型腔数目的确定及分布 3.1 塑件材料的选择塑件材料的选择 塑件的体积不大，通过测量知塑件的质量为 2.8g。照相机外壳用途很广，要 求高，配合精度等级高，不易磨损，热变形小等特点，综合各方面因素考虑选取 塑件材料为 abs（丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯）聚合物。 abs 为热塑性塑料，流动性好，易于成型，无毒、无味，呈微黄色，成型 的塑件有较好的光泽。密度为 1.031.07 3 cmg。有较好的抗冲击强度，且在低 温下也不迅速下降。abs 为三元聚合物，具有较高的冲击韧性和力学强度，尺 寸稳定， 耐化学性及点性能良好， 易于成型和机械加工等， 此外， 表面还可镀铬， 是制造塑料塑件最常用的材料。 3.2 塑件的塑件的基基本本资资料料 产品介绍 ：产品名称照相机外壳。如图 3.1 所示。 图 3.1 照相机前壳体 3.2.1 产产品品资资料料 长*宽*度为 110*64*21mm。产品材料：abs(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯的共聚 物)，查得其密度(平均密度)为 1.031.07 3 cmg，取 1.05 3 cmg计算，收缩率为 0.3%0.8%，取 0.5%计算。使用 pro/e 软件画出外壳的三维实体图，应用软件 自动计算出图形的体积为 3 cm69.11= 塑 v,外壳注塑件的质量为 ggvmz27.1269.1105 . 1 = 塑 r 3.3abs 注射注射工艺工艺性性 abs 流动性好，易于成型。熔融温度为 150200，热分解温度为 250 以上。熔融温度与分解温度比较接近，选择料筒温度为 180200，为了防止 流涎现象，喷嘴温度稍低于料筒温度取 180190。 毕业设计（论文） 7 abs 在升温时粘度增高，所以成形压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大； abs 易吸水，成形加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，设计模具时应注意 尽量较少浇注系统对料流的阻力；在正常的成形条件下，壁厚、融料温度及收缩 率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060，要求塑件光泽 和耐热时，应控制在 6080。 表 3.1 abs 注射工艺参数 项目 参数 项目 参数 注射机类型 螺杆式 模具温度（） 5080 密度 （ 3 cmg） 1.021.05 螺杆转速 （minr） 3060 收缩率 （%） 0.30.8 注射压力（mpa） 60100 喷嘴形式 直通式 喷嘴温度（） 170180 料筒前端温 度（） 180200 注射时间（s） 35 料桶中端温 度（） 165180 保压时间（s） 1530 料筒末端温 度（） 150170 冷却时间（s） 1530 料筒末端温 度（） 150170 冷却时间（s） 1530 3.4 型腔数目的确定及分布型腔数目的确定及分布 塑件尺寸适中， 结构一般， 有一个侧抽芯机构， 成批量生产， 生产效率要高。 所以设计时确定型腔数为四腔。分布如图 3.2 所示： 图 3.2 型腔分布图 毕业设计（论文） 8 3.5 注射机的选择注射机的选择 根据塑件的基本尺寸：110*64*21mm，质量为 12.27g，选择注射机型号为 xs- zs- 500，为螺杆式。注射机参数如下表： 表 3.2 注射机技术规范参数 项目 参数 项目 参数 额定注射量 （ 3 cm ） 500 模板最大行程 （mm） 500 螺杆直径（mm） 65 模具最大厚度 （mm） 450 注射压力 （ 2 cmkg） 1040 模具最小厚度 （mm） 300 注射行程（mm） 200 喷嘴球半径/mm 18 螺杆转速（r/min） 50 最大成型面 （ 2 cm ） 1000 注射方式 螺杆式 注射时间（s） 2.7 合模力（t） 350 顶杆中心距（mm） 230 3.5.1 注射注射量量的的校核校核 在设计模具时，为确保塑件质量，应保证注射模内所需注射量在注射机实际 的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定注射量得 80%，也就是说，一个注射周期内所需注射的塑料熔体的总量必须在注射机额定 注射量的 80%以内。 浇塑 mmng+%80 （3.1） 式中 g注塑机的实际最大注射量（ 3 cm 或 g） ； n型腔个数； 塑 m每个塑件的质量或体积（ 3 cm 或 g） ； 浇 m浇注系统的质量或体积（ 3 cm 或 g） 。 估算浇注系统和产生的飞边的凝料质量为 6g，可计算出浇注系统的体积为： 33 cm442 . 5 cm05 . 1 6=r 浇浇 mv 3333 cm02.52)cm442 . 5 69.114cm400cm500%80=+=（ 所以满足要求。 3.5.2 锁锁模模力力的的校核校核 锁模力又称合模力，指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，注 射机的锁模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面 积之和的乘积，即： 毕业设计（论文） 9 1000qfkt （3.2） 式中 t注塑机的额定锁模力（t） ； f塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（ 3 cm ） ； q熔融塑料在模腔内的压力（ 2 cmkg） ； k安全系数，通常取 1.11.2. 查表得 2 300cmkgq =,计算得 3 300cmf = ttt10810003003002 . 1350= 所以满足要求。 3.5.3 最最大大注射注射容量容量校核校核 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保 证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验， 注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的 80，由此有： mmm%80 21 + （3.3） 塑件的体积约为 11.69 3 cm ，此次设计为一模四腔，总体积为 46.76 3 cm ，加 上浇注系统凝料的体积远远小于注射机的额定注射量为 500 3 cm ， 所以满足需求。 3.5.4 注射注射压压力校核力校核 注射压力是指在螺杆头部产生的熔体压强， 注射压力过低会导致型腔压力不 足，熔体不能顺利充满型腔；反之，注射压力过大，不仅会造成制品溢料，甚至 系统过载。 螺式注射机 abs 注射压力一般是 7001500 2 cmkg， 取 900 2 cmkg， 注射机注射压力为 1040 2 cmkg，所以满足要求。 3.5.5 模具模具厚厚度的度的校核校核 本注射机所允许的最小厚度和最大厚度分别为 300mm 和 450mm， 所选模架 的闭合高度为 410mm，所以满足要求。 3.5.6 开开模行模行程程的的校核校核 所选注射机的最大开模行程为 500mm，模具结构为斜导柱侧抽芯的单分型 面注射模，其开模行程为： )105( 21 +hhs （3.4） 式中 1 h 顶出距离（mm） ； 2 h 塑件高度（mm） ； s注射机开模行程（mm） 。 mmmmmm143)1011221(500=+ 所以满足要求。 毕业设计（论文） 10 综上所述，注塑机 xs- zs- 500 满足本次设计要求 3.6 分型面的选择原则分型面的选择原则 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分， 这些可以分离部分的接 触表面分开时能取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接 触表面成为模具的分型面。 分型面是动、定模具的分界面，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。 3.6.1 分型分型面面的选择的选择原原则则 a. 分型分型面应面应选择选择在在塑件外塑件外形形的的最最大大轮廓轮廓处处 只有这样才能使塑件从模具中顺 利地脱模。 b. 分型分型面面的选择的选择应应考考虑有利虑有利于于塑件的脱模塑件的脱模 一般模具的脱模机构通常设置在 动模一侧，模具开模后塑件应该停留在动模一边，以便塑件顺利脱模。 c. 分型分型面面的选择要的选择要保保证塑件的证塑件的精精度要度要求求 塑件光滑的表面不应设计成分型 面，以避免影响外观质量。 d. 分型分型面面的选择的选择还还应应考考虑虑模具的模具的侧侧向抽向抽拔距拔距 由于模具侧向分型是由机械式 分型机构来完成的，所以抽拔距都比较小，选择分型面时应将抽芯或分型距离长 的方向置于开合模的方向，将小抽拔距作为侧向分型或抽芯。 e. 分型分型面面作为作为主要的排气主要的排气渠渠道道 应将分型面设计在熔融塑料的流动末端，以 利于模具型腔内气体的排出。 f. 选择分型选择分型面面时时应使应使模具零件模具零件易易于于加加工工 减少机加工的难度，要使模具加工 工艺最简单。 3.6.2 分型分型面面的分的分类类 实际的模具结构基本上有三种情况：a、型腔完全在动模一侧；b、型腔完全 在定模一侧；c、型腔各有一部分在动定模中。 3.6.3 分型分型面面的确定的确定 鉴于以上的要求，在该模具中分型面设在塑件底面，是该塑件分型面的一个 好的选择，本例为侧浇口，设置一分型面。本例应该用如图 3.3 示分型面： 毕业设计（论文） 11 图 3.3 分型面的结构 4 排气系统的设计 12 4 排气系统的设计排气系统的设计 本设计中塑件的分型面与塑件结合的地方较多，因此，可以利用分型面的间 隙配合进行排气。同时，在本结构中有 24 根推杆，也利用推杆与凸模之间的间 隙进行排气，此外，侧抽芯机构也可以排气，所以可以不必单独设计排气槽。 5 浇注系统的设计 13 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 所谓浇注系统是指注塑模具与注塑机喷嘴接触处到模具型腔之间的塑料熔 体的流动通道或在此通道内凝结的固体塑料称为浇注系统。 浇注系统可分为普通 流道浇注系统和无流道凝料浇注系统（热流道）两类。本次毕业设计的浇注系统 采用普通流道浇注系统，整个浇注系统的设计包括主流道、分流道、冷料井和浇 口五个部分的设计。 5.1 浇注系统设计的浇注系统设计的原原则则 5.1.1 了解了解塑料的成型塑料的成型特特性性 设计的浇注系统应适应所用塑料的成型特性要求， 每一种不同的塑料都有其 所适应的温度和剪切速率。但在实际中，都不希望浇注系统太长、太粗，因为这 样可以保证热量和压力损失最小，又能减少材料的浪费。 5.1.2 布布局合局合理理 对多型腔的注塑模具， 分流道应尽可能采用平衡式布局，这样有利于塑料熔 体在同一时间内充满各个型腔的深处和角落。 5.1.3 防止防止型芯和塑件的型芯和塑件的变形变形 高速熔融塑料进入型腔时，要尽量避免料流直接冲击型心或嵌件，否则会使 注塑压力消耗或使型芯及嵌件变形。 5.1.4 减小减小流程流程及塑料及塑料耗耗量量 在满足成型和排气良好的前提下，塑料熔体应以最短的流程来充满型腔，这 样可以缩短成型周期，提高成型效果，减少塑料用量。 5.1.5 排气排气良好良好 浇注系统必须保证充模过程快而不紊，创造良好的排气条件。 5.1.6 修整修整方方便便，保保证塑件外证塑件外观观质量质量 浇注系统的位置与形状选择应结合塑件的形状和技术要求确定， 做到即修整 方便，又无损塑件的外观及使用，有时由于进料口处有收缩现象，而塑件在此部 位有要求时，应考虑留有修整的加工余量。 5.2 主主流道流道设计设计 毕业设计（论文） 14 主流道是指喷嘴口起至分流道入口处止的一段通道， 它与注塑机喷嘴在同一 轴心线上，熔料在主流道中并不改变方向。在卧式或立式注塑机用的模具中，主 流道垂直于分型面；在直角式注塑机用的模具中，主流道与分型面相重合。 由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞， 通常主流道不直接 开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。这样便于用优质 钢材加工和热处理，而且易于修整和更换。 5.3 冷料穴设计冷料穴设计 冷料穴是用一个井穴将主流道延长以接收冷料， 防止冷料进入浇注系统的流 道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流到对面的动模板上（亦即塑料流动的转向处） ，其标 称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要 保证冷料的体积小于冷料穴的体积。 本设计中，冷料穴开设在定模板上，主流道的大端直径 d 为 8 ，所以冷 料穴的直径可以取 8 ，深度可以取 10 。 5.4 分流道设计分流道设计 分流道与浇口之间的通道称为分浇道， 长度取决于模具型腔的总体布置方案 和位置。从减少输送熔体时压力损失和热量损失的要求出发，应力求缩短长度。 多型腔模具一定要设置分流道，大塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、u 形和六边形。浇道的截面积越大， 压力的损失越小；浇道的表面积越小，热量的损失越少。用浇道的截面积和表面 积的比值来表示浇道的效率，效率越高，浇道的设计月合理。 本设计中采用的分浇道的截面形状为圆形，圆形分流道易于加工，热量损失 和压力损失都不大，因此是较为常用的形式。 分流道选用圆形截面：直径 d=6mm。 5.5 浇口设计浇口设计 浇口是连接分浇道和型腔的一段细短的进料通道。它是浇注系统的关键部 分，主要起着调节熔体流速、控制压实和保压的作用。常用的断面形状为圆形和 矩形。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。 小浇口最适合于填充薄壁和壁厚均匀的型腔，它能有效的防止制品发生变 形、翘曲和裂纹等弊病，而大浇口对补缩有利，它能提高制品的尺寸精度，因此 当制品的壁厚不均匀时，应适当增大浇口的尺寸。本设计中采用的是侧浇口。 侧浇口的截面为圆形。直径 d 一般在 0.82.0mm 范围内选取，常用的直径 毕业设计（论文） 15 是 0.81.5mm。根据模具设计手册第二版 abs 推荐的侧浇口尺寸，在壁厚 小于 3 之间简单塑件的直径为 0.50.7mm，此处取 0.5mm。 5.5.1 浇口的主要作用浇口的主要作用 熔体冲模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回 流。熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。易于切 除浇口尾料。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进料外，还能用以 控制熔接痕在制品中的位置。 5.5.2 浇口位置的选择原则浇口位置的选择原则 a. 避免引起熔体破裂。 b. 浇口应开设在制品截面最厚处。 c. 有利于塑料熔体流动，型腔排气。 d. 减少熔接痕的影响，减少制品的翘曲变形。 5.6 浇浇口口套的选择套的选择 浇口套与定位圈配合使用，其中浇口套是树脂注入模具的入口，尺寸与注塑 机的尺寸有关。标准浇口套分为 1 型和 2 型，本设计选用 1 型，浇口套压配于定 模板。其尺寸规格如图 5.1 所示： 图 5.1 浇口套结构形式 6 拉料杆的设计 16 6 拉料杆的设计拉料杆的设计 拉料杆的位置在正对主浇道的动模板上，一般处于分浇道的末端，它的作用 是将物料前端的“冷料”收集起来，防止“涂料”进入型腔而影响塑件的质量。开模 时拉料杆能起到将主浇道的冷凝料拉出的作用， 拉料杆的直径应比主浇道的大端 直径稍大一些。 拉料部分的形式应按塑料种类， 浇注系统的尺寸及模具结构而定。 常用拉料杆的形式有：z 形拉料杆、倒锥形或圆环拉料杆、球形拉料杆、尖 锥形拉料杆、浇道拉料杆。本设计采用 z 型拉料杆。尺寸如图 6.1 所示。 图 6.1 拉料杆的结构形式 7 成型零件的设计 17 7 成型零件的设计成型零件的设计 注射模具的成形零件系指构成型腔的模具零件， 包括凹模、 型芯、 成形杆等。 凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成形杆用以形成制品 的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度、材料和热处理 以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。 7.1 凹凹模模、凸凸模的结构设计模的结构设计 7.1.1 凹凹模的结构设计模的结构设计 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。 由于该模具结构较复杂，型腔很复杂需电火花成型加工，又属于小型模具， 外表面又要求比较光滑，所以定模板采用整体式。 7.1.2 凸凸模的结构设计模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶 拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的， 尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体，大、中型模具采用镶拼组合式。本 次设计采用整体式。 7.2 成成形形零件零件钢钢材选材选用用 7.2.1 成成形形零件零件对对钢钢材的要材的要求求 a. 机械加工性能良好； b. 抛光性能优良； c. 耐磨性和抗疲劳性能好 d. 具有耐腐蚀性能。 7.3 成型零件成型零件工工作尺寸作尺寸 7.3.1 工工作尺寸作尺寸分分类类和确定和确定 毕业设计（论文） 18 塑料制品的几何尺寸分别称为凹模尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。其中凹模 尺寸分为深度尺寸和径向尺寸；型芯尺寸分为高度尺寸和径向尺寸。中心距尺寸 一般指成型零件上某些对称结构之间的距离。在计算之前，对它们的标注形式及 其偏差分布规定如下： a. 制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值；与制品外形尺寸相 对应的凹模尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。 b. 制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值；与制品内形尺寸相 对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。 c. 制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸 均为平均值。 7.3.2 影响塑件尺寸精度的因素如下。影响塑件尺寸精度的因素如下。 a. 模具成型零件尺寸精度的因素模具成型零件尺寸精度的因素 模具成型零件的加工精度直接影响塑件的 尺寸精度实践表明， 因模具成型零件的加工而造成的误差约占塑料塑件成型误差 的三分之一。常模具的制造精度等级为 34 级即可。 b. 模具成型零件的磨损量模具成型零件的磨损量 模具在使用过程中，由于料流的流动，塑料塑件 的脱模，都会使模具成型零件受到磨损。模具成型零件的不均匀磨损、锈蚀、使 其表明光洁度降低，而从新研磨抛光也会造成模具成型零件的磨损，其中以塑料 塑件的脱模对模具成型零件的磨损最大。 因此通常认为凡与脱模方向垂直的面不 考虑磨损， 与脱模方向平行的面才加以考虑。 磨损量随着生产批量的增加而增大。 计算模具成型零件工作尺寸时，对于模具生产批量较小的模具取小值，甚至可以 不考虑其磨损。 c. 毛边厚度对塑件塑件尺寸精度的影响毛边厚度对塑件塑件尺寸精度的影响 在敞开式和半闭合式压模中，沿塑 料塑件型腔周围设有挤压边，把在该挤压边框上形成的塑料层叫毛边。毛边的厚 度与加入的压制材料的数量及压制比压有关。 利用注射模成型塑料塑件时，同样也会产生毛边。由于分型面上有渣滓，或者锁 模力不够大，或者模具零件加工精度不高，使模具零件不能紧密贴合也会形成毛 边. d. 成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精度的影响成型工艺条件的控制及操作技术对塑料塑件尺寸精度的影响 成型工艺条 件包括料筒温度、注射压力、保压时间、模具温度、每次注射量、注射速度、冷 却时间、成型周期、原料的预热及干燥等，对其进行正确的控制和管理，有利于 获得稳定的尺寸，质量优异的塑料塑件，并对经济价值也有大的影响。各种工艺 条件是互相关联的，仅对一个工艺因素进行正确地控制，并不容易提高塑件的质 量，必须进行全面地正确的控制。 毕业设计（论文） 19 7.4 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 7.4.1 凹凹模模尺寸尺寸计计算算 a. 凹凹模模径径向向尺寸尺寸计计算算 z gdx ddd s h + d-+=) 4 3 ( （7.1） 式中 x d 型腔的径向公称尺寸； d d 制品径向公称尺寸； g d 制品径向公称尺寸； h塑料的平均收缩率。abs 的收缩率为：0.3%0.7%则平均收缩率 为 0.5%。 ； d制品的设计公差；塑件的精度为 it5 级，查表得d=0.68