机械毕业设计(论文)-端盖注射模设计-注塑模类带抽芯(含全套图纸).doc

完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 1 端盖注射模设计端盖注射模设计 学 生 指导老师： (-8) 摘 要：首先对所要设计的产品进行工艺的分析与计算，该塑件采用由丙烯、丁二烯、苯 乙烯三种单体共聚而成的 abs 为材料，然后在分析计算的基础上确定成型工艺方案，为一 模一腔，推杆推出，点浇口，单分型面，浇口套内的主流道采用圆锥形，选用的模架为标 准模架，导柱导套的安装用 z1 的安装方式，再在此基础上进入模具总装配图的结构设计 以及尺寸的确定。在此基础上对注塑模具的主要零部件尤其是成型零部件的尺寸进行设计 与计算，期间要参考塑料成型相关的资料和翻阅各种塑料模具设计手册，并通过计算以确 定模具的具体结构及尺寸以及成型零件的相关尺寸，通过不断的计算与修改，并在指导老 师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终独立完成这次毕业设计。在设计 的过程中，主要成型零件采用镶拼结构，利于加工。另外，本次毕业设计是对我大学所学 各种知识的综合检验和考查，通过这次毕业设计使我了解和掌握了许多更深层的知识，并 且整个过程都是自己独立完成的，提升了自己的能力，在整个设计过程中，详细介绍了塑 件材料的基本特性和成型特点，模具的结构组成、结构特点、工作原理、设计原理、注塑 机相关参数、模具材料和热处理要求等。其中对浇注系统、成型零部件、结构零部件、推 出机构、冷却系统、排气系统作了重点阐述。 关键字：注塑模；浇注系统；侧浇 design of cover injection mould student: chen ai tutor: chen li-hang (oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128) abstract： first to design of the product process analysis and calculation, the plastics used by the propylene, butadiene styrene three monomers copolymerization and become abs for material, then on the basis of the analysis and calculation to determine molding process solutions for exactly a cavity, push rod launch, point runner, single parting surface, runner set inside the 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 2 mainstream way adopts cone, selection of formwork for standard formwork, guide pin guide with the installation of z1 installation way, and on the basis of this total into the mold of assembly structure design and size determination. on the basis of the main parts especially injection mold size discusses h0 during the design and calculation, the plastic molding related to reference through all kinds of plastic material and mould design manual, and through the calculation to determine the specific structure and size mold and molding parts related size, through continuous calculation and modification, and in guiding teacher of meticulous care and patience under guidance of uninterrupted repeated revision, eventually independent completed the graduation design. in the design process, the main forming parts adopt insert or structure, beneficial to the processing. in addition, the graduation design is learned in my university of knowledge comprehensive inspection and examination, pass the graduation design makes me understand and master the many deeper knowledge, and the whole process is done independently, promoted oneself ability, in the whole design process, introduces the basic characteristics of molded parts material and forming characteristics, die structure composition, structure characteristics, working principle, design principle, the injection molding machine relevant parameters, mould material and heat treatment requirements, etc. among the gating system, molding parts, structure parts, launch institutions and exhaust system, cooling system, and presented. key word: injection mould; gating system; side gate 1 前言 本次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次 全面的检查和考核，同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学 习的过程。通过毕业设计，能使我综合应用所学的各种理论知识和技能，进行 全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种 材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸 模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 在现代制造业中对模具的基本要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理 性能等各方面都满足使用要求的共有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、 自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 3 型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及 制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、 表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工 过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽 量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合 模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模 具对制品的成本也有影响。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进 的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑 料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上 能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制 造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具业提出了越来越高 的要求。因此促进模具的不断向前发展。 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿 命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看， 模具的发展趋势可分为 加深理论研究、高效率、自动化、大型、超小型及高精度、革新模具制造工艺、 标准化等。 2 塑件工艺分析 塑件图： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 4 塑件名称：端盖 材料：abs 成型设备：gek360-b 未注公差按 it14 执行 技术要求：塑件外观无明显缺痕，表面粗糙度为 ra=0.4，塑件无毛 2.1 塑件原材料的分析 （1） 基本性能： abs 是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这 三种组分的各自特性，使 abs 具有良好的综合理学性能。丙烯腈使 abs 有良好 的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使 abs 坚韧，苯乙烯使 abs 有良好的 加工性和染色性能。abs 价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广 的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。 abs 无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽， 、不透明，密 度为 1.02-1.05。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐 3 cmg 油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 abs 几乎没 有影响， abs 不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在 酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。abs 表面受冰醋酸，植物油等化 学药品的侵蚀时会引起应力开裂， abs 有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯 乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配 成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70左右，热变形温度c 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 5 约为 93耐气候性差，在紫外线作用下 abs 易变硬发脆。c abs 的性能指标： 密度 1.021.05（） ，收缩率 ，熔点， 3 dmkg%8 . 03 . 0c 160130 弯曲强度 80mpa，拉伸强度 3549mpa，拉伸弹性模量 1.8gpa，弯曲弹性模量 1.4gpa，压缩强度 1839mpa，缺口冲击强度 1120，硬度 6286hrr， 2 mkj 体积电阻系数，缩率 范围内。abs 的热变形温度为cm 13 10 0 0 0 0 8 . 04 . 0 93118，制品经退火处理后还可提高 10左右。abs 在-40时仍能表 现出一定的韧性，可在 -40100的温度范围内使用。 （2）主要用途： abs 在机械工业上用来制造齿轮、泵业轮、轴承、把手、 管道、电机外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用abs 制 造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用abs 夹层板制小轿车车 身。abs 还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录 机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。 （3）成型特点： abs 易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因 此，成型加工前应进行干燥处理； abs 在升温时黏度增高，黏度对剪切速率 的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件 上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系 统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响响及 小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060 度，要求塑件光泽和耐 热时，模具温度应控制在 6080 度。abs 比热容低，塑化效率高，凝固也 快，故成型周期短。 2.2 塑件结构和尺寸精度、表面质量分析 （1） 结构分析。 从零件图上分析，该零件总体形状为圆柱形 ，总体大 小为90x50。该零件内壁有侧凹需做斜顶结构，零件侧壁有圆孔，需要侧抽芯 结构。 （2） 尺寸精度分析。取精度等级为 it14 分析可得，该零件的尺寸精度比 较低，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。 （3） 表面质量分析。 该塑件要求外观无明显缺陷，表面粗糙度为，4 . 0 a r 塑件无毛刺，内部无粗糙度要求，容易实现。 综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型 要求可以的到保证。 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 6 2.3 塑件注射工艺参数的确定 查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况，abs 的成型工艺参 数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况做的调整。 表 1 常用国产注射机的技术规范 table 1 common domestic injection machine specification 注塑机型号 xs-zy-350 注射量/cm3 250 螺杆直径/mm 50 注射压力/mpa 119 注射行程/mm 115 注射时间/s 1.6 注射方式 螺杆式 锁模力/kn 300 最大成型面积/cm2 320 模板最大行程/mm 400 模具厚度/mm 300500 拉杆空间/mm 360x420 模板尺寸/mm 250*20 锁模方式 液压-机械 2.4 计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数。经计算该塑件的体积为 v= 74498.943，根据设计手册，可查得丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体 3 mm 共聚体密度为 1.02-1.05。 3 cmg 按注射机的最大注射量确定型腔数目 根据公式： n(kmp-m1)/m 式中 k-注射机最大注射量利用系数，一般取 0.8. mp注射机最大注射量； m1-浇注系统凝料量； m-单个塑件的体积。 通过相关软件查询得出：m1=19.1 3 cm 代入相关数据得出 n(kmp-m1)/m=(0.8*250-19.1)/ 74.5=2.42 从计算结果中，并根据塑料注射机技术规格，选用 xs-zy-125 型号的注射机。 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 7 根据塑件的结构， （有斜顶、有侧抽芯结构） ，我选用了一模出一件，同时不影 响塑件的大体质量。 3 成型方案及模具类型 3.1 确定模具类型 1、确定模具的基本类型 注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分 的典型结构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、 侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热 流道注射模。 2、模架的选择 模架一般采用标准模架和标准配件,这对缩短制造周期、降低制造成本是 非常有利的。 在国内大部分公司及厂家采用的标准模架有“富得巴 (futaba)”、“龙记(lkm)”、“明利(minglee)”、“天祥(skylucky)”等.一 般来说,中、小型模胚可选取“富得巴”,较大型模胚则常选取“龙记”、“明 利”或“天祥”等。但实际生产中,往往根据模具的价格、结构以及模架加工的 复杂程度来决定。遇到特殊情况或者客户指定要求时，可以对模架的部分形状、 尺寸和材料做出更改，也可以完全重新设计模架，这种情况下，订购模架时， 需向模架供应商提供详细模架图，并注明所订购模架与标准模架不同之处。 根据对塑件的综合分析，确定该模具是双分型面的模具，由 gb/t12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可选择 a1 型的模架， 其基本结构如下： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 8 图 1 双分型面的模具 figure 1 the mold type double portion 图1型模具定模和动模均采用一块模板，设置推杆推出机构。适用于直接浇 口、侧浇口、点浇口注射成形模具。 由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析， 导柱导套选如下图结构 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 9 图 2 导柱导套 figure 2 guide pin guide sets 根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺 寸，经过计算可以知道该模具是一模一腔的模具，根据塑件的大小以及斜导柱 抽芯机构的大小可侧得长为160mm，宽为160mm。模架的长l=160+复位杆的直径+ 螺钉的直径+型腔壁厚+滑块长度+楔紧块厚度300mm，考虑到滑块和复位杆不 能干涉，即复位杆之间的距离应大于滑块的宽度，所以模架的宽度去250mm。 所以就取b l=250 300的模架，塑件的厚度为50mm， b板的厚度取120，满足强 度要求，a板为60mm，c板为90mm（c的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足 推出的高度） 综上所述所选择的模架的型号为：lkm f gb/t c90-b120-a60-2530-ci 12556 3.2 确定模具类型的主要结构 3.2.1 分型面得选择 模具设计中分型面得选择很关键，它决定了模具的结构，设计时应该改按照 以下原则进行分型面的选择： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。避免模具结构复杂。 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 10 （2）分型面应便于塑件的脱模。 （3）分型面得选择应有利于侧向分型和抽芯。 （4）分型面得选择应保证塑件的质量。 （5）分型面得选择应应有利于防止益料。 （6）分型面的选择应该有利于排气。 （7）分型面的选择应尽量使成型零件易于加工。 选择分型面时，应尽量减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸的差距。 综上所述：考虑多方面的因素，此处分型面就选择在如图所示的位置较为 合适。该零件的高度为50mm，且垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，若选 择如上图的分型方式既可以降低模具的复杂程度，减少模具的加工难度，又便 于成型后的脱模。故选用如上图的分型面，因此该模具属于单分型面的注射模。 图3 分型面 figure 3 parting surface 3.2.2 型腔的排列方式的确定 本塑件注射时采用一模一件，考虑到斜顶和斜导柱抽芯机构，其模腔布置 形式如下图： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 11 图 4 模腔布置 figure 4 cavity layout 3.2.3 浇注系统的设计 此次设计采用的是点浇口，点浇口便于自动化生产，大大提高了生产效率， 但同时增加了浇注系统的流道量，增加了生产成本。其结构如下图所示 图 5 点浇注 figure 5 pouring 1 主流道的设计 主流道的轴线一般位于模具的中心线上，与注射机喷嘴的轴线重合，型腔 也以此轴线为中心对称布置。主流道的截面一般为等截面柱形，截面可为圆形、 半圆形、椭圆形和梯形，以椭圆形应用最广。主流道设计要点如下： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 12 1） 为便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形。主流道锥角 对流动性差的塑料可取，内壁表面粗糙度 ra 小于 4263 0.8um。 2） 主流道与分流道结合处采用圆角过渡。其半径为 13mm，以减小料流转 向过渡的阻力。 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。为了减少废 料及熔体压力损失，一般主流道长度 l 不超过 60mm 应视模板的厚度，水道的开 设等具体情况而定。 4） 设置主流道衬套。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容 易损坏，所以一般不把主流道开展模板上，而是将它单独设置在一个主流道衬 套中，这样便于凝料从主流道中取出，损坏后易修复。 图 6 主流道设计 figure 6 design of mainstream way 主流道尺寸的有关计算： 根据设计手册查得 gek360-b 型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前端孔径为 ；喷嘴前端球面半径。mmd3 1 mmsr10 1 根据模具主流道与喷嘴及，取主流mmsrsr)21 ( 1 mmdd) 15 . 0( 1 道球面半径 sr=11mm,小端直径 d=3.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形其斜度为， 31 经换算得主流道大端直径 d=5mm，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出 料端设计半径为的圆弧过渡。mmr3 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 13 流道的设计 对分流道的要求包括：塑料熔体在流动中热量和压力损失最小，同时使流 道中的塑料最少，即从流动性、传热性等因素考虑，分流道的比表面积（分流 道表面积与体积之比）应尽可能小，塑料熔体能在相同的温度、压力条件下， 从各个浇口同时进入并充满型腔。 熔融塑料沿分流道流动时，要求它尽快的充满型腔，流动中温度降尽可能小， 流动阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。所以，在 流道设计时，应考虑： (1) 流道截面形状的选用 较大的截面面积，有利于减少流道的流动阻力；较小的截面周长，有利于 减少熔融塑料的热量散失。我们称周长与截面面积的比值为比表面积(即流道表 面积与其体积的比值)，用它来衡量流道的流动效率。即比表面积越小，流动效 率越高。 表 2 不同截面形状分流道的流动效率及散热性能 table 1 different sectional shape flow efficiency and shunt word radiating performance 名称 圆 形正六边形 u u 形 正方形 梯 形 半圆形 矩 形 流 道 截 面 图形 及尺 寸代 号 b/20.167b b/40.100b 通用 表达 式 0.250d 0.217b 0.250d 0.250b 0.250d 0.153dh b/60.071b b/2 0.209d b/4 0.177d 效 率 (p= s/l )值 截面 面积 s =r2 时的 p 值 0.250d 0.239d 0.228d 0.222d 0.220d 0.216d h b/6 0.155d b/21.253d b/41.772d 使截面面 积 s =r 2 时应取的 尺寸 d = 2 r b =1.1dd =0.912d d =0.886d d =0.879d d =1.414d h b/6 2.171d 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 14 热量损失 最小 小 较小 较大 大 更大 最大 从上表中我们可以看出相同截面面积流道的流动效率和热量损失的排列顺 序.圆形截面的优点是：比表面积最小，热量不容易散失，阻力也小。缺点是： 需同时开设在前、后模上，而且要互相吻合，故制造较困难。u u 形截面的流动 效率低于圆形与正六边形截面，但加工容易，又比圆形和正方形截面流道容易 脱模，所以，u u 形截面分流道具有优良的综合性能。以上两种截面形状的流道 应优先采用，其次，采用梯形截面。u u 形截面和梯形截面两腰的斜度一般为 5 -10。本次设计采用梯形截面其结构尺寸如下图： w=5mm,h=4mm,r=1.2mm 图 7 梯形截面 figure 7 trapezoidal section 2) 分流道的布置形式 分流道的布置形式主要取决于型腔的布局，其遵循的原则是，排列紧凑以 缩小模板尺寸，减小流程，锁模力力求平衡。分流道又分为平衡和非平衡两种 形式，此处采用的是平衡式 3) 分流道设计要点 （1）分流道的断面和长度设计，应在保证顺利充模的前提下，尽量取小， 尤其对小型塑件更为重要。 (2) 分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度一般为 1.6um 即可，这样可以 使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 15 (3) 当分流道较长时在分流道末端应开设冷料穴以容纳冷料，保证塑件质 量。 (4) 分流道与浇口的连接处要以斜面或圆弧过渡，有利于熔融塑料的流动 及填充。否则会引起反压力消耗动能。 3 浇口的设计 浇口是连接主流道和型腔的桥梁，它具有两个功能：第一，对熔融塑料进 入型腔起控制作用；第二，当注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔 中尚未冷却固化的塑料不会倒流。 浇口是浇注系统的关键部分，它对塑件的质量影响很大，一般情况下多采 用长度很短（0.52mm）而截面又很窄的小浇口，主要作用有以下几点：可使经 过分流道之后压力和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切 热，降低黏度，提高充模能力，小浇口容易冷却固化（俗称浇口冻结） ，缩短模 具周期，防止保压不足而引起的熔体倒流现象，还便于控制补缩时间，降低塑 件的内应力；便于塑件与塑料的分离， ，而浇口痕迹小，表面质量好。 1) 浇口的断面形状尺寸 浇口的断面形状常用圆形和矩形，浇口的尺寸一般根据经验确定并取其下 限然后再试模过程中，根据需要将浇口尺寸加以修正。 (1) 浇口截面的厚度 h。通常 h 可取塑件浇口处厚壁的（或3231 0.52mm） 。 (2) 浇口的截面宽度 b。矩形截面的浇口，对于中小型塑件通常取 b=（510）h，对于大型塑件取 b10h。 (3) 浇口长度 l。浇口的长度 l 尽量短，对减小塑料熔体流动阻力和增大 流速均有利，通常取 l=0.52mm。 经过综合考虑和分析选择针点浇口 优点：1.)浇口位置选择自由度大， 2.)浇口能与胶件自行分离， 3.)浇口痕迹小， 4.)浇口位置附近应力小。 缺点：1.)注射压力较大， 2.)一般须采用三板模结构,结构较复杂。 图 8 针点浇口 参数：1.)浇口直径 d 一般为(0.81.5)mm， figure 8 pin point 针点浇口 r1 r2 r3 d l h 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 16 runner 2.)浇口长度 l 为(0.81.2)mm。 3.)为了便于浇口齐根拉断，应该给浇口做一锥度，大小 1520左 右；浇口与流道相接处圆弧 r1 连接，使针点浇口拉断时不致损伤胶件，r2 为 (1.52.0)mm，r3 为(2.53.0)mm，深度 h=(0.60.8)mm。 应用：常应用于较大的面、底壳，合理地分配浇口有助于减少流动路径的长度， 获得较理想的熔接痕分布；也可用于长桶形的胶件，以改善排气。 3) 浇口位置的选择 进料位置的确定应遵循以下几个原则： （1) 浇口的尺寸及位置的选择应避免料流产生喷射和蠕动 （2) 浇口应开设在塑件断面较厚的部位，有利于熔体流动和补料。 (3) 浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。 （4) 浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。 （5）浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢靠度。 （6）浇口位置的选择就防止料流将型芯或嵌件挤压变形。 4 冷料穴和拉料杆的设计 冷料穴的作用是收集每次注射成型时，流道熔体前端的冷料筒头，避免这 些冷料进入 型腔影响塑件的质量或者堵塞浇口。卧式或立式注射机用注射模的冷料穴，一 般都设在主流道的末端，且开主流道对面的动模上，直径稍大于主流道大端的 直径，便于冷料的进入，冷料穴的形 式不仅与主流道的拉料杆有关，而且 与主流道中的凝料的脱模有关系。常 见的冷料穴及拉料形式有钩形（z 形） 拉料杆、锥形或沟槽拉料穴、球形头 拉料穴、分流锥形拉料穴、 无推杆的拉料穴。本次设计采用锥 形拉料杆，如下图： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 17 图 9 锥型拉料杆 figure 9 erlenmeyer pull material pole 3.2.4 排气系统的设计 排气系统的作用是将浇注系统、型腔内大的空气以及塑料熔体分解产生的 气体及时排出模外。如果排气不良，会在塑件上形成气泡、银纹、接痕等缺陷， 使表面轮廊不清楚，甚至充不满型腔。还会因气体被压缩产生高温，使塑件产 生焦痕现象。由于本套模具排布了一定数目的顶针和镶件，这些顶针和镶件的 间隙已经能够达到排气的效果，所以本套模具暂不做排气。若成型过程发生排 气不良，另外再加排气。 4 脱模机构的设计 塑料成型后，使制件及浇注系统凝料从凸模或凹模上脱出的机构称为推出机 构，也称脱模机构。它由一系列推出元件等组成，可具有不同的推出动作。大 部分推出机构的动作是提高装在注射机合模机上的顶杆或液压缸来完成的。推 出机构的设计直接影响制件的质量，是塑料模设计的重要环节之一。 根据塑件的形状和成型特点及模具的结构，选择推杆推出机构 1 脱模机构 的设计原则 （1）结构可靠，机械运动灵活、准确，并有足够的刚度和强度。 （2）保证塑件不变形、不损坏。 （3）保证塑件外观良好。 （4）尽量使塑件留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动 作。 2 按模具中的推出零件分类 分为推杆式脱模、推管式脱模、推板式脱模等，该塑件底部有加强筋，又 非圆筒件，所以采用应用比较广泛的推杆式脱模机构。 3 脱模力的计算 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 18 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生抱紧 力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因抱紧力而产生的摩擦阻力。对于不带 通孔的壳体类塑件，脱模时还需要克服大气压力，一般而论，塑料制件刚开始 脱模时，所需克服的阻力最大，即所需的脱模力最大，脱模力可按公式估算。 根据力的平衡原理，列出平衡方程式 0 x f 则 cossin mbt fff - 塑件对型芯的包紧力； b f - 脱模时型芯所受的摩擦阻力； m f - 脱模力； t f - 型芯的脱模斜度。 又 uff bm 于是 )sincos(uff bt 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即：。apfb 由此可得 )sincos(uapft u- 塑料对钢的摩擦因素，为 0.1-0.3； a- 塑件包容型芯的面积； p- 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件取 p= pa；模内冷却的塑件取 p= 7 10)9 . 34 . 2(pa 7 10)2 . 18 . 0( p=10mpa a=114.61: 2 cm =napfb 626 10461.111061.1141010 )sincos(uff bt n)5sin5cos2 . 0(10461.11 6 t f 5 10.821 5 推出机构的设计 由于设置推杆位置的自由度很大，所以推杆推出机构应用最为广泛。 1 推出机构的设计原则： （1）保证制件不因顶出而变形损坏及影响外观。这是推出机构最基本的要 求。 （2）推出机构应尽量设置在动模一侧。 （3）机构简单、动作可靠。 （4）合模时正确复位。 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 19 （5）位置尽量设在塑件内侧，保证塑件外观良好。 （6）尽量选在垂直壁厚的下方，可以获得较大的顶出力。 2 推杆位置的设置： （1）推杆应设在脱模大的地方。一般型芯的周围对型芯的包紧力很大，所 以可以在型芯的外侧塑件的端面上设置推杆。 （2）推杆应均匀布置。当塑件各处脱模阻力相同时，应均匀布置推杆，保 证塑件被推出是受力均匀，推出平稳不变形。 （3）推杆应设在塑件强度刚度较大的处，推杆不应设在塑件薄壁处，以免 塑件变形损坏。 3 推杆的长度及直径 圆形推杆的直径可由欧拉公式化简得： 4 1 2 )( ne fl kd 脱 （1） 式中 d-推杆的直径（mm） l-推杆的长度（mm） -塑件的脱模力（n） 脱 f e-推杆材料的弹性模量（mpa） n-推杆数量 k-安全系数 k 取 1.5 带入数据计算; 4 1 2 )( ne fl kd 脱 （2） 推杆直径的强度校核： -推杆材料的许用压力（mpa） 】【 压 脱 n 4f d 压 带入数据计算得 d=5mm，现在使用的顶针直径 d=6mm，满足要求 4 推杆的固定方式 推杆直径 d 与模板上的推杆孔的配合一般采用的间隙配8878fhfh 合实际的间隙配合应该小于他的溢边值，查资料可得 abs 的溢边值 0.04mm，推 杆有很多种的固定方式我们选择如下的方式固定： 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 20 图 10 推杆 figure 10 putting 推杆固定端与推杆固定板配合时，通常采用单边 0.5mm 的间隙，这样既可 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。推杆材料采用 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 ra0.8um 6 冷却系统的设计 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。 注射入模具的型腔的熔融热塑性塑料，必须模具内冷 却固化才能成为塑件，所以模具温度必须低于 注射入模具型腔的熔融塑料树脂的温度，即达 到（玻璃化温度）以下 g t的温度范围。为了提高成 型效率，一般通过缩短冷却时间的方法来 缩短成 型周期，由于树脂本身的性能不同，所以不同的塑料要 求不同的模具温度。当模具温度要求在 80以上时需对模具进行加热。abs 的c 成型温度是 200-270，模具温度 40-80。所以不需要加热装置。cc 1 冷却系统的设计原则 1）冷却水孔应尽量多、孔径应尽量大。 2）冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等。一般冷却水孔至型腔表面的距 离应大于 10mm，常用 12-15mm。 3）浇口处加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近的温度最高，距 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 21 浇口距离越远温度越低。因此浇口附近应该加强冷却，在它的附近设冷却水的 入口，而在温度较低的远处只需通过加热交换后的温水即可。 4）降低入水与出水的温差。如果冷却水道较长，则入水与出水的温差较大， 这样就会使模具的温度分布不均匀。为了避免这种现象，可通过改变冷却水道 的排列方式来克服这个缺陷。 5）冷却水道要尽量避免接近熔接痕部位。为了避免熔接不牢，影响塑件强度， 冷却水道要尽量避免接近熔接痕部位。 6）冷却水道的大小要便于加工和清理。一般冷却水道的直径为 8-10mm，内 循环式的冷却水道，水道的直径取 6mm。 2 常见冷却系统的结构 1）水孔的直径，直径取 6mm 和 8mm。 2）水孔的位置 3）水道的布置形式 一般有串联式和并联式，串联水道的优点是水道中间若有堵塞能及时发现； 缺点为流程长，温度不易均匀，流动阻力大。并联水道的优点是分几路通水， 流道阻力小，温度均匀。 缺点是中间有堵塞不易发现，管接头多。串联和并联应用于具体情况而定，其 缺点可以克服。 冷却水道的布置形式： （1）外连接直通式 入 入 入 入 入 入 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 22 入 入 入 入 入 入 入 入 图 11 外连接直通式 figure 11 mathemat outside connections 这种布置形式最简单，用塑料管和水管接头从外部连接，可以连接成单路循环 或多路并循环。 优点:加工容易， 易于检查有无堵 塞。缺点：外连 接多，容易碰坏 （2）内循环式 图 12 内循环式 figure 12. circulation within 这种布置形式在型腔外周钻直通水道，然后用堵头堵住不需要处构成内循环， 并可以多层。优点：接头少，模具外周整齐。缺点：堵头不严时易泄漏，有堵 塞时不易检查。 （3）平面盘旋式 完整说明书 cad 图纸由扣扣 153893706 提供 23 图 13 平面盘旋式 figure 13 plane circling type 这种布置形式在开放的平面上做出螺旋槽，然后用另一钳件封堵，适用于大型 型芯。优点:冷却效果好。缺点：密封如果不良，容易引起泄漏。 （4）立体循环式 这种布置形式在圆柱形或矩形柱周围做出水道，然后用另一相配钳件封堵， 适用于大型型芯及型腔。 图 14 立体循环式 figure 14 stereo circulation 入 入 入 入 入 入 入 入 22 综上所述分析可得，该模具是 一模两腔，冷却水道围着型芯四周循环，冷却 水道直径 d=8mm，可以达到冷却型腔的作用，所以此模具的冷却系统选择内循 环式。 7 成型零件的设计 7.1 成型零件的结构设计 凹模是成型塑件外表面的凹装零件，它的结构取决于塑件的成型需要和加工 与装配的工艺要求，通常可分为整体式和组合式两大类。 （1）整体式凹模 整体式凹模是有一整块钢材直接加工而成的，这种凹模结构简单，牢固可 靠，不易变形，成型的零件质量好，但是当塑件结构复杂时，其凹模的加工工 艺性较差。因此，在先进的型腔加工机床尚未普及之前，整体式凹模适用形状 简单的小型塑件成型。 （2）组合式凹模 组合式凹模由两以上的零件组合而成， 。这种凹模改善了加工性，减少了 热处理变形，节约了制作模具的贵重钢材，但结构复杂，装配调整比较麻烦， 塑件表面可能留有镶拼痕迹，组合后的型腔牢固性差。因此，这种凹模主要用 于形状复杂塑件的成型。所以选用这种凹模形式。 组合式凹模又分为整体式嵌入组合凹模和镶拼式组合凹模。整体嵌入式凹 模虽然形状及尺寸的一致性较好，更换方便，加工效率高，可节约贵重金属， 但模具整体体积较大，需用特殊的加工方法。 综上所述：本次产品结构简单，分型简单。所以采用整体式嵌入组合凹模。 结构如下图： 图 15 凹模 figure 15 concave die 23 这样既避免了型腔加工难的问题，同时也节约了贵重的材料，而且这样成型 零件出现问题还可以及时更换。 2 型芯结构的设计 型芯是指塑料成型时成型塑件内表面的凸型零件，型芯也分为整体式和组 合式，由于塑件的结构的特殊，型芯也被分成了两部分了，且两边采用斜导柱 侧抽芯结构。型芯都用台阶固定，这是最常用的连接比较牢固的固定方法。型 芯的大致结构如下，这样便于机械加工。 （如上图所示） 7.2 成型零件的工作尺寸计算 型芯和型腔的径向尺寸 成型零件的工作尺寸 型芯和型腔的深度尺寸 中心距尺寸 7.2.1 影响塑件尺寸精度的因素 塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度，而成型零件的尺寸 和公差必须与塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。 1）成型零件的制造误差。 z 中小型塑模：模具制造公差占塑件总公差的：。313 z 2）成型零件的磨损 c 中小型塑模：。6 c （1）成型零件磨损的原因 塑件脱模时的摩擦（型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变） 。料流的冲 刷。腐蚀性气体的锈蚀，模具的打磨抛光。 （2）成型零件磨损的取值 磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。小批量生产时，取 c 小值，甚至可以不考虑。玻璃纤维塑料磨损量大，应取大值。模具材料耐， c 表面强化好，应取小值。垂直于脱模方向的模具表面不考率磨损。平行于脱 c 方向的模具表面要考虑磨损。小型塑件的模具磨损对塑件影响较大 3）塑件成型收缩误差 s （1）成型收缩率: j s 实际收缩率： %100 ll s ss s l s 室温下成型温度下 实际 （3） 24 计算收缩率： %100 s sm j l ll s 室温下室温下 （4） 模具成型零件尺寸计算（等式右边的乘积项为收缩量） jssm slll （2）影响塑件收缩的原因 塑料品种 塑件特点 模具结构 成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度） 。 (3）模具的安装配合误差。 j 模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸变化。 (4）水平飞边的波动 f 注射模具的飞边很小可以忽略。 (5）塑件可能产生的最大误差 塑件可能产生的最大误差为各种误差的总和。 =+ z c s j f 塑件成型的尺寸总偏差不能超过塑件图纸中规定的公差。 7.2.2 成型零部件工作尺寸计算 关于成型零部件工作尺寸的计算方法如下所示。 平均值法：比较粗糙，计算简便，适用于一般精度的中小型塑件。 公差带法（极限值法）：比较精确适用于制品的尺寸精度要求较高或制品尺 寸较大时。 这里选择平均值法。 在计算之前，对塑件尺寸和成型零部件尺寸偏差需统一按“入体”原则标注： 轴类采用基轴制，标负偏差。 孔类尺寸采用基孔制，标正偏差。 中心距尺寸公差对称分布，标正负。 平均值法：是按塑件收缩率，成型零件制造公差，磨损量均为平均值时，制品 获得平均尺寸来计算的。 25 其核心公式为：，每一项取平均（用下标 cp 表示）则为 jssm slll ，公差等级按照 it14 级精度计算。下面的计算式中前的 cpscpscpmcp slll 系数 x 取 之间，中小型塑件取， 大尺寸取。43214321 （1）型腔径向尺寸。 z cpssm slll 01 ) 4 3 ( 29 . 0 0 29 . 0 0 63.885)87 . 0 4 3 006 . 0 8686( （5） z cpssm slll 02 ) 4 3 ( 29 . 0 0 29 . 0 0 9.889)87 . 0 4 3 006 . 0 9090( （6） z cpssm slll 03