毕业设计（论文）-冰箱扣手注塑模具设计.doc

university 本本 科科 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 题目： 冰箱扣手注塑模具设计冰箱扣手注塑模具设计 学学 院：院： 工学院工学院 姓姓 名：名： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 学学 号：号： xxxxxxxxx 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 年年 级：级： 机制机制 指导教师：指导教师： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 职职 称：称： 讲师讲师 二二一二一二 年年 五五 月月 摘摘 要要 冰箱扣手为塑料成型制品，是以塑料为主要结构材料经成型加工获得的制品。塑 料成型制品应用广泛，特别是在电子仪表、电器设备、通信工具、生活用品等方面获 得大量应用。 塑料制件的主要加工方法是塑料成型加工。塑料成型是将各种形态的塑料原料熔 融塑化或加热达到要求的塑性状态，在一定压力下经过要求形状模具或填充到要求模 具模腔内，待冷却定型后，获得要求形状、尺寸及性能塑料制件的生产过程。 本文就所给的冰箱扣手零件图，基于cad/cae 技术进行注塑模具的设 计。要求 掌握注射模设计的一般方法，了解注射机的工作原理以及模具的加工方法。 采用 pro/e 对零件进行结构分析，进行塑料注塑模的设计计算，选用合适的注射机， 设计模架，浇注系统等方面，为保证制件的顺利脱模，还设计了侧抽芯机构， 并绘制模具三维图。 关键词关键词：塑料，注射模，注射机，pro/e i abstract: the refrigerator hand-clasping is the plastic molding products，as the main structure material in plastic forming processing get products. the plastic molding products applied widely, especially in the electronic instrument, electrical equipment, and communication tools, supplies, etc acquire a large application. the main processing plastic objects were method is plastic forming.the plastic molding is will some form of plastic raw material plastication melt or heating to meet requirements of plastic state, under some pressure after request shape of mold or filling requirements to mold a mold cavity, wait for after cooling to finalize the design, procurement requirements shape, size and performance of plastic parts production process. this paper is the refrigerator hand-clasping part drawing, based on cad/cae technique of injection mold design.requires knowledge of the design of injection mould general method, know injection machine principle of work and mold processing method. the pro/e to parts structure analysis, plastic injection mold design calculation, choose appropriate injection machine, design formwork, gating system, etc, to ensure that the products smooth stripping, also designed the side core-pulling mechanism, and drawing three dimensional figure of the mould. key words:plastic, plastic injection mold, plastic injection，pro/e ii 目目 录录 摘 要.i abstract:.ii 1 塑件分析.1 1.1 设计内容.1 1.2 塑件结构分析.1 1.2.1 塑件的尺寸1 1.2.2 塑件的体积和质量2 1.2.3 塑件的公差2 1.2.4 塑件的表面质量2 1.2.5 脱模斜度2 2 塑件的工艺分析.3 2.1 塑件的设计原则.3 2.2 塑件成型的基本过程.3 2.3 材料分析.3 3 注射机的选用与校核.5 3.1 注塑机的选择.5 3.2 注射机的校核.5 3.2.1 注射量的校核5 3.2.2 锁模力的校核6 3.2.3 注射机安装模具部分的尺寸校核6 4 模具设计.7 4.1 型腔数量及排列方式.7 4.2 分型面的确定.7 4.3 浇注系统设计.8 4.3.1 浇注系统的基本概念8 4.3.2 主流道设计9 4.3.3 分流道设计10 4.3.4 浇口的设计11 4.3.5 冷料穴的设计12 4.4 排溢系统的设计.13 4.5 导向机构设计.13 4.5.1 导向机构的作用13 4.5.2 结构设计13 4.6 推出机构与复位机构设计.14 4.6.1 推出机构14 4.6.2 推出机构的原则14 4.6.3 推出机构的结构设计15 4.6.5 复位机构的设计15 iii 4.6.6 斜导柱分型抽芯机构16 4.7 冷却系统的设计.17 4.7.1 冷却系统的设计原则17 4.7.2 冷却系统的计算18 4.8 成形零件的设计.19 4.8.1 成形零件应具备的性能19 4.8.2 成形零件分块需遵循的原则19 4.8.3 成形零件的工作尺寸设计19 5 模具的整体设计.22 总 结.24 参考文献.25 致 谢.26 江西农业大学毕业设计说明书 0 1 塑件分析塑件分析 1.1 设计内容设计内容 根据所给的冰箱扣手零件图，设计一副合理的注塑模。如下图所示： 图 1-1 冰箱扣手零件图 1.2 塑件结构分析塑件结构分析 1.2.1 塑件的尺寸塑件的尺寸 图 1-2 塑件结构 1 1.2.2 塑件的体积和质量塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 计算塑件的体积：v=0.92cm 3 计算塑件的质量：根据设计手册可查得 abs 的密度为 =1.05g/cm 3 塑件质量：m=v =0.921.05=0.966g 采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等 情况，初步选用注塑机 sys-10 型。 1.2.3 塑件的公差塑件的公差 表 1-1 精度等级的选用（gb/t14486-1993） 公差等级 标注公差尺寸 材料代号模塑材料 高精度一般精度 未注尺寸公 差 abs丙烯腈丁二烯苯乙烯 聚合物 mt2mt3mt5 表 1-2 塑料制品公差数值表（gb/t14486-1993） mm 基本尺寸公差 等级 公差 种类0336610101414181824 标注公差的尺寸公差值 a0.100.120.140.160.180.20mt2 b0.200.220.240.260.280.30 a0.120.140.160.180.200.24mt3 b0.320.340.360.380.400.44 a0.200.240.280.320.380.44mt5 b0.400.440.480.520.580.64 未标注公差的尺寸允许偏差 a0.100.120.140.160.190.22mt5 b0.200.220.240.260.290.32 注：a-不受模具活动部分影响的尺寸的公差 b-受模具活动部分影响的尺寸的公差 1.2.4 塑件的表面质量塑件的表面质量 表面质量包括无斑点、条纹、凹痕、气泡、变色等缺陷，还有表面光泽性和表面 粗糙度。表面缺陷必须避免，表面光泽性和表面粗糙度根据塑料制品使用要求而定。 塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的粗 糙度数值比塑件低 12 级。塑件的表面粗糙度 ra 一般为 0.80.2m。 1.2.5 脱模斜度脱模斜度 查表知，材料为 abs 的塑件，其型腔脱模斜度一般为 401o20型芯脱模斜度 为 3540。 2 2 塑件的工艺分析塑件的工艺分析 2.1 塑件的设计原则塑件的设计原则 （1）塑料制品在使用期限中应能保证其功能和性能。因此，在对塑料制品失效分析的 基础上，还要对其进行理论设计计算和校核，以及实验测试； （2）在保证塑料制品的使用功能和性能的前提下选择所用材料，同时还必须考虑加工 的可行和材料成本的大小； （3）大多数塑料件经加热成型后固化定型，因此，必须考虑聚合物的流变过程和形态 变化对塑件的影响； （4）由于多数塑料制品是作为各种装置和设备中的组成元件，因此，其设计应统一在 整机产品之中。故应在保证整机质量的前提下，尽量降低塑料制品的成本。 2.2 塑件成型的基本过程塑件成型的基本过程 注射成型是把塑料原料放入料筒中，经过加热熔化，使之成为高粘度的流体，用 柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高的压力注入模具的型腔中，经过冷 却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射成型的全过程可以分为： （1）塑化过程 （2）充模过程 （3）冷却凝固过程 （4）脱模过程 由（1）到（4）形成了一个循环。每一次循环，就完成了一次成形，成形一个乃 至数十个塑件。 2.3 材料分析材料分析 本塑件采用 abs 作为原料。 abs 是由丙烯腈、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 具有良好的综合力学性能。丙烯晴使 abs 有良好的耐化学腐蚀性、耐热性及 表面硬度，丁二烯使 abs 坚韧，苯乙烯使它有良好的加工型和染色性能。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。 abs 的特点：无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽、不透明。既有 极好的抗冲击强度，又有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、 化学稳定和电气性能。 3 abs 的主要性能指标如表 2-1 所示： 表 2-1 abs 的主要性能指标 屈服强度/mpa50 拉伸强度/mpa38 断裂伸长率/%35 弯曲强度/ mpa80 弯曲弹性模量/ gpa1.4 力学性能 布氏硬度 hbs9.7 密度/（g/cm3）1.031.07 比体积/（cm3/g）1.021.06 物理性能 吸水性/%0.20.4 熔点/130160 热变形温度/90103 线膨胀系数/（10-5/）7 热性能 比热容/j/（kgk）1470 abs 材料具有吸湿性，在注塑成型之前要进行干燥，其成形条件如表 2-2 所示： 表 2-2 abs 的成形条件 注射成形机类型 螺杆式 计算收缩率（%）0.30.8 预热温度（）8085 预热时间（h）23 料筒温度（） 前段：150170 中段：165180 后段 ：180200 喷嘴温度（）170180 模具温度（）5080 注射压力（mpa）60100 螺杆转速（r/min） 30 成形时间（s） 成形时间（s） 注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 50220 后处理方法红外线灯、烘箱 后处理温度（） 70 后处理时间（h）24 其成型特性有： 1.易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工应进行干燥处 理； 2.在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率的影响极小。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，模具温度可控制在 6080 ； 4 3.比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 3 注射机的选用与校核注射机的选用与校核 3.1 注塑机的选择注塑机的选择 根据简明塑料模具设计手册第三章表 3-4 部分国产常用注射机的主要技术参 数选择 sys-10 注射机，它的主要参数如下： 表 3-1 注射机参数 注射机型号sys-10 螺杆直径22mm 最大理论注射容量10 3 cm 注射压力150mpa 锁模力150kn 最大注射面积45 3 cm 最大模具厚度200mm 最小模具厚度120 mm 模板行程120 mm 球半径12mm喷嘴 孔半径2.5mm 定位圈直径55mm 3.2 注射机的校核注射机的校核 3.2.1 注射量的校核注射量的校核 根据简明塑料模具设计手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量， 通常按如下公式进行校核 v 件0.8v 注=0.810=8 3 cm 3 cm 式中：v 件塑件与浇注系统的体积总和; v 注注射机容量 0.8最大注射量的利用系数 经 pro/e 体积分析可知：v 件0.92 3 cm 所以 v 件=0.922=1.84h1+h2=10+28=38mm 由式 smaxs=hc+(510) 式中： smax注射机最大开模行程 hc抽芯距 h1塑件脱模距离 h2包括浇注系统凝料在内的塑件高度 得： smax=120s=67+10=77 合格 6 4 模具设计模具设计 4.1 型腔数量及排列方式型腔数量及排列方式 塑件的生产属中等批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑 化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因 素影响。 通过分析塑件的形状和结构形式，以及所采用的注射原料和浇注系统设计等综合 因素，本设计决定为一模两腔，矩形布置，以其中一轴 180对称。 型腔数量的校核：可以通过两种方式进行校核，一是按注射机的最大注射量确定 型腔数量，一是按注射机的额定锁模力确定型腔数量。这里我们采用最大注射量确定 型腔数量，计算公式如下： m1 m2-kmn n 式中 k注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8； mn注射机允许的最大注射量； m1单个塑件的质量或体积； m2浇注系统所需塑料质量或体积。 经估算 m1=0.92，m2=0.05 所以 n8.5 选两腔合格 4.2 分型面的确定分型面的确定 分型面是定模与动模之间的分界面，分型面是决定模具结构形式的重要因素， 它与模具的整体结构和模个的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动 充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计的关键。分型面的选择主 要考虑以下原则： 1.分型面的选择应有利于制品外观质量，避免分型面上产生的溢料飞边对制品外观 的影响，同时，考虑能比较方便地清除飞边； 2.分型面的选择应有利于制品脱模，否则，模具结构会变得比较复杂。通常，分型 面尽可在动模一侧能使制品开模后留； 3.分型面不应影响制品的形状和尺寸精度。如果精度要求较高的部分被分型面飞开， 就会因为合模误差造成较大的形状和尺寸误差，达不到预定的精度要求； 4.分型面应尽量与最后填充熔体的型腔表面重合，以利于排气； 7 5.选择分型面时，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； 8.有侧孔或侧凹的制品，选择分型面时应首先考虑：将抽芯或分型距离长的一边放 在动、定模的方向，而将短的一边作为侧向分型抽心机构；投影面积大的分型面应放 在主合模面，而将投影面积小的分型面设在侧抽芯面。 根据塑件的结构形状以及分型面的选择原则，这里选择在塑件投影的最大面积 上创建分型面，具体位置如图所示： 图 4-1 分型面 4.3 浇注系统设计浇注系统设计 4.3.1 浇注系统的基本概念浇注系统的基本概念 浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。 浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观 的塑料制品以及最佳的成型效率有直接影响。 1.浇注系统的组成 普通流道浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 2.浇注系统的设计原则 （1）浇注系统与塑件一起在分型面上，应有降压、流量和温度分布的均衡布置； （2）尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间； （3）选择浇口位置时应避免产生湍流和涡流及喷射和蛇形流动，并有利于排气和 补缩； （4）避免高压熔体对型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移； （5）浇注系统凝料脱出方便可靠，易与塑料件分离、切除整形容易，且外观无损 伤； （6）熔合缝位置需合理安排，必要时配以冷料井或溢料槽； （7）尽量减少浇注系统的用料量； （8）浇注系统应达到所需精度和粗糙度，其中浇口需有 it8 级以上精度。 8 4.3.2 主流道设计主流道设计 1.主流道的概念 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料 熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道 凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间。 主流道的设计相当于浇口套的设计，它单独设计，然后再与定模固定板的孔和定 模板的孔相配合，从而实现主流道结构的设计。浇口套与定模板的配合是过盈配合， 保证同轴度的要求，与定模固定板的配合是间隙配合，便于安装，浇口套的凸肩与定 模固定板的扩孔配合，实现压紧。 2.主流道的设计原则 1）由于主流道要与注塑机喷嘴和高温塑料频繁碰撞和接触，一般情况下，主流道 会设计成可拆卸的衬套镶在定模板上； 2）为便于塑料熔体顺利流动，开模时主流道凝料又能方便拖出，浇口套的内孔通 常做成圆锥形，锥度需适当； 3）主流道的大小要根据塑料材料的流动特性来确定； 4）主流道长度应尽量简短，以减少冷料回收，减少压力和热量损失； 5）主流道与喷嘴接触处一般设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径； 6）主流道应尽量避免拼块结构，以防熔融塑料进入接缝，造成脱模困难； 7）主流道一般固定在模板上，以防止注塑过程中浇口套转动或被带出。 3.在选用浇口套时注意事项 1）浇口套孔小端直径应大于注塑机射嘴孔直径，以免积存残料，堵塞流道； 2）浇口套孔的截面形状大小影响熔体塑料的流速和充模时间。截面形状过小，熔 体塑料流动困难，冷却快、注射压力损耗大；截面形状过大，浪费塑料，冷却慢。流 动性好的小件塑料，浇口套内孔过大，产品极易出现毛边，一般取大端直径 58mm； 3）根据产品塑胶量大小和塑料的流动性选择浇口套。塑胶量大、塑料流动性差的， 选截面直径大的浇口套；反之就选择直径小的浇口套； 4）浇口套小端端面应做到与 a 板分型面一样平，为了防止浇口套上的分流道因转 向而与定模芯上的分流道错位，应在大端上做定位定向销，用销钉定向，保证每次装 配的时候浇口套上的流道和模板上的流道都不会错位，以后也不会转向。 根据所选 sys-10 型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴球半径: r0=12mm，喷嘴孔直径: d0=2.5mm。 根据模具主流道与喷嘴的关系：r=r0+(12)mm,d=d0+0.5mm。 取主流道球面半径:r=13mm。 取主流道的小端直径：d0=3mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥角为=40(推荐 9 =2 6 )，表面粗糙度 ra0.8um。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料 端设计 r=2mm 的圆弧过渡。 图 4-2 浇口套 4.3.3 分流道设计分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统 中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以换得平稳流 态的过渡段，因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状 态，是塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔并且流动过程中压力损失及热量损失尽可 能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1.分流道设计原则： 1） 在保证注塑过程顺利进行和能量消耗功率最大的前提下，尽量减小流道尺寸； 2） 保证流道的比表面积值（流道长度一定的情况下，流道的表面积或侧面积与其 截面积的比值）最小； 3） 流道的横截面必须是恒定不变的； 4） 所有分流道截面积之和应小于主流道横截面积； 5） 分流道设计时，应先取较小尺寸，以便试模后有修正余量； 6） 分流道较多时，应考虑设置分流锥，以避免熔料直接冲击型腔。 2.分流道的形状 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有 关。分流道的截面形状有圆形、半圆形、正方形、u 形、矩形及梯形等形状。为使流 道中热量和压力损失最小，并且便于加工，故采用截面形状为圆形的分流道，并取分 流道直径为 3mm。 10 图 4-3 浇口 分流道要尽可能的短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射 机的能耗，减少压力损失和热量损失。 3.分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置形式应遵循两方面的原则，一是排列紧凑，缩小模具板 面尺寸，二是流程尽量短，锁模力力求平衡。布置形式如图所示： 图 4-4 流道分布 4.3.4 浇口的设计浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，浇口的位置、形状及尺寸对塑件 的性能和质量影响很大。 考虑到本塑件的形状等因素，决定采用侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，一般开设 在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模。 浇口的设计原则： 1）浇口的位置应开设在塑件截面最厚的位置，以利于熔料通过浇口往型腔中补料， 不易出现凹陷等缺陷； 11 2）浇口位置的选择应使熔料流程最短，料流变向最少，能量损失最小，一般浇口 处于塑件中心处效果最好； 3）浇口位置应有利于型腔内气体的排出； 4）浇口位置应开设在正对型腔壁或粗大型芯的位置，防止料流将型腔、型芯、嵌 件挤压变形； 5）对于有型芯或嵌件的模具，应避免偏心进料，以防型芯弯曲或嵌件移位； 6）浇口的位置和尺寸设计应合适，是熔料的填充有一个合理的压力和速度，避免 引起熔体断裂的现象； 7）浇口应安置在适当的位置，以使熔接线的数量最少、长度最小，或可以将熔接 线的位置移至不影响制件功能或外观的地方； 8）在确定模具的浇口位置和数量时，须校核流动比（总流动通道长度与总共流动 通道厚度之比） ，以保证熔体能充满型腔； 9）需要设置多浇口的大制件，应该添加足够紧密的浇口，以减少压力损失； 10）浇口与流道应有一个合适的角度，以使旋纹、放射斑和浇口白晕最少； 11）平板类塑件应采用多点浇口，框架式塑件按对角设置浇口，圆环形塑件浇口 安置在切向，壳形塑件采用中心全面进料的浇口布置，罩形、细长筒形、薄壁形塑件 设置多个浇点。 4.3.5 冷料穴的设计冷料穴的设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前 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。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。 基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一 个拉料杆构成。如图所示： 图 4-5 冷料穴 12 4.4 排溢系统的设计排溢系统的设计 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外， 塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生 高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降， 甚至充模不满。 因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。 4.5 导向机构设计导向机构设计 4.5.1 导向机构的作用导向机构的作用 导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的 方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导 柱设在主型腔周围。 导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。 4.5.2 结构设计结构设计 导向机构主要包括导柱、导套，导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近 边缘的部位，其中心至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。根据所选择的标准模架，此设计中采用 4 根导柱，导柱的结构形 式采用带头直通式，配合 4 个带头导套。导柱、导套采用间隙配合，使导套在导柱上 滑动，配合间隙一般采用 h7/h6 级配合。 导柱、导套结构形式及尺寸分别如图所示： 图 4-6 导柱的结构形式及尺寸图 13 图 4-7 导套的结构形式及尺寸图 4.6 推出机构与复位机构设计推出机构与复位机构设计 4.6.1 推出机构推出机构 塑件冷却后由于有少量的收缩，塑件会紧抱在型芯上，所以在脱出产品时不可以 自动脱落，这样，我们必须设计推出机构将塑件顶出。在设计推出机构时需要考虑的 是使塑件各部分受力均匀，保证塑件不变形损坏，并且力求良好的塑件外观。在此设 计中，由于采用了一模两腔的结构，故推出机构利用多个推杆把塑件同时推出。 4.6.2 推出机构的原则推出机构的原则 1）推出机构应设置在动模一侧。由于推出机构的动作是通过注射机上的顶杆来驱 动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量 使塑件留于动模一侧。 2）保证推出时塑件不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘 附力的大小，合理选择推出方式及推出位置。 3)机构简单动作可靠。推出机构应可靠、灵活、制造方便，机构本身要有足够的 强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利的脱模。 4)良好的塑件外观。推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，一面推出痕迹影响塑 件的外观质量。 5)合模时正确复位。设计推出机构时，还必须考虑合模时机构能正确复位，即恢 复到推出之前的初始位置，并保证不与其他模具零件相干涉。 14 4.6.3 推出机构的结构设计推出机构的结构设计 脱模机构有多种形式，这里采用推杆脱模结构，用总共 8 根推杆，每个凸模上 4 根，呈对称排布，有利于受力均匀。其具体的结构形式和尺寸如图所示： 图 4-8 推杆 4.6.5 复位机构的设计复位机构的设计 推出机构将塑件脱模后，在进行下一次成形前，模具需要合模，使顶杆，拉料杆 等回复到原来的位置，而不会影响下一周期的正常工作。 结合所选的标准模架结构，这里采用复位杆复位。复位杆的具体结构形式和尺寸 如图所示： 图 4-9 复位杆 15 4.6.6 斜导柱分型抽芯机构斜导柱分型抽芯机构 侧向分型抽芯机构，通常是借助注射机的开模力，通过一定的机构改变运动的方 向完成侧向分型抽芯的动作，合模时则利用合模力使其复位。其特点是经济合理、动 作可靠，易实现自动化的操作，在生产中被广泛采用。 抽芯结构为斜导柱，固定在定模板上，滑块固定在动模板上。 1）抽芯距的计算 将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫 抽芯距。最小抽芯具约为 5mm，为方便脱模，取安全距离 8mm，即滑块愁心距离 s=5+8=13mm。 2）斜导柱和锲紧块的倾斜角 滑块的高度为 67mm，用作图法求得斜导柱倾斜角 度为 12，由于斜导柱前端为半球状，为无效长度，滑块斜孔孔口又有倒角，根据经验， 通常在作图法求得的角度的基础上再加 56，这里加 6，即斜导柱的倾斜角为 18。 图 4-10 求斜导柱作图法 3）斜导柱的直径 考虑到抽拔力和倾斜角不大，这里工作部分的直径初步设定为 9mm，长度 l=h/cos=h/cos12=70mm。 1 16 图 4-11 斜导柱 4）最小开模行程：h=scot=13cot18=40mm 斜导柱工作部分长度：l=h/cos=42mm 5)滑块的设计 图 4-12 滑块 滑块的导滑形式：该模具采用组合式导滑形式，导滑槽为“t 形”，开设在动模固定 板上，滑块与导滑槽之间的导滑部位采用 h7/f7 的间隙配合。该模具侧抽芯采用挡块 定位。 4.7 冷却系统的设计冷却系统的设计 设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高 塑件质量。通常在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流 速来控制模温，从而达到冷却的目的，注射出合格的塑件。 4.7.1 冷却系统的设计原则冷却系统的设计原则 （1）保证型腔周围的冷却循环独立且对称，尽量使冷却水路最短，以避免进口和 出口的温差太大； （2）对于连续冷却，应倾向于使用平行的冷却回路； （3）冷却系统的设计应尽量使模具各部分的温度相近，各部分温差尽可能小； （4）在保证模具材料有足够强度的前提下，冷却水道应尽可能靠近型腔或型芯表 面，并尽量安排紧密； （5）冷却水孔的数量应尽可能的多，孔径尽可能的大，以尽量使塑件冷却均匀。 一般各冷却水道之间的中心距应为水道直径的 35 倍，冷却水道直径一般在 8mm 以 上； （6）在制件较厚的地方，或者热量聚集大，温度较高的地方，应加强冷却； （7）冷却水路应安置在靠近模具型腔表面的位置，且水路之间具有相等的中心距； （8）冷却水道应远离镶块或其接缝部位，以防止漏水； 17 （9）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度； （10）应尽可能将进水口和出水口放在模具的同一侧。 4.7.2 冷却系统的计算冷却系统的计算 在此设计中，每次所要注射的量为 0.966g，由此可以根据公式得到注射一次所放 出的热量： nmqq 式中：q熔融塑料所放出的热量，kj/h； n每小时的注射次数 m每次注射的塑料量，kg； q单位质量的塑料在型腔内散发的热量，kj/kg 查 塑料注射成型模具设计表 9-5 常用塑料的单位质量热流量，得 g/10）4.0101 . 3 22 kkjq 所以，kjq34 . 0 35010966 . 0 3- 冷却时所需的冷却水量,公式如下： please contact q 3053703061 give you more perfect drawings 式中：管道内冷却水的流速 （m/s） =0.6m/s; 水的密度 () =1000. 3 g/mk 3 g/mk 所以： mmd1 10006 . 014 . 3 48 . 0 104 3 根据上面计算的孔直径值，这里采用直接在动模板和定模板上钻通孔，上下各 4 根水线，并呈对称分布，在孔的端口钻螺纹，与相应尺寸的接口联结，从而达到通水 冷却的目的。 4.8 成形零件的设计成形零件的设计 4.8.1 成形零件应具备的性能成形零件应具备的性能 由于成形零件的质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所 以必须具备以下性能： （1）具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压； （2）具有足够的硬度和耐磨性，以成熟流料的摩擦和磨损； （3）具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能； （4）零件的加工性能好，可淬性良好，热处理变形小； 18 （5）成形部位须有足够的位置精度和尺寸精度。 4.8.2 成形零件分块需遵循的原则成形零件分块需遵循的原则 1）镶块数量尽量少，镶块外形尽量简单，以减少装配工作量和过多的拼接痕迹； 2）在分块时，尽量让复杂的內形加工变为外形加工，让每个镶件具有良好的互换 性； 3）同一镶块上的结合线应进料平行或垂直，便于装配，加工时互为基准； 4）如制品具有对称性，为便于加工，在凹模分块时应尽量沿对称线分开； 5）镶块之间的拼接线应尽量与制件脱模方向一致，以免渗入熔料，影响塑件脱模； 6）细长型芯分块时，要控制其高径比，避免分块成细长型芯； 7）个别易磨损部分应该单独做成一块，以便于加工和更换。 4.8.3 成形零件的工作尺寸设计成形零件的工作尺寸设计 成形零件工作尺寸是指成形零件上直接用来成形塑件部位的尺寸。它主要有型腔 和型芯的径向尺寸、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔和型芯的位置尺寸。 1）凹模尺寸设计：可以按以下公式计算 径向尺寸计算公式： z scpm lsl 4 3 )1( 式中：型腔径向尺寸，mm m l 塑件外形径向公称尺寸； s l 塑料的平均收缩率； cp s ； 塑件的尺寸公差 深度尺寸计算公式： z scpm hsh 3 2 )1( 式中：型腔深度尺寸 m h 塑件高度方向的公称尺寸。 s h 2）凸模尺寸设计：可以按以下公式计算 径向尺寸计算公式： z scpm lsl 4 3 )1( 19 式中：型芯径向尺寸 m l 塑件内形径向公称尺寸。 s l 高度尺寸计算公式： z scpm hsh 3 2 )1( 式中：型芯高度尺寸 m h 塑件深度方向的公称尺寸。 s h 说明：对于以上所有公式中的 x综合修整系数，取值为 0.50.8，塑件尺寸大， 精度要求低时取小值，反之则取大值。模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的 1/31/6,这里我们取 1/5. 2/3 项，有的资料介绍系数为 0.5. 由于该产品的要求不高，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高，一般取 ra1.6， 在机床上加工就可以投入使用，不需要其他特殊加工。考虑模具的修模以及型芯的磨 损，在精度范围内，型芯尺寸尽量取大值；而型腔则取小值。不过型腔的表面粗糙度 将决定产品的外观，因此型腔的要求相对较高，一般取 ra0.80.4，在这里取 ra0.8. （3）要计算凹模、凸模的工作尺寸，必须首先确定塑件的公差及模具的制造公差。 这里取精度等级为 7。根据塑料制件尺寸公差数值表 sj/t10628-95，可查得塑件在七级 精度下，基本尺寸所对应的尺寸公差如下： 表 4-1 公差数值 基本尺寸 mm公差 mm基本尺寸 mm公差 mm 30.32360.36 6100.4010140.44 14180.4818240.56 24300.6430400.72 40500.8050650.92 65801.04801001.20 1001201.361201401.52 凹模部分： 径向尺寸：宽度方向=9mm，取=0.005 1s l cp s 20 mmlm 08 . 0 1 40 . 0 4 3 )005 . 0 1 (9 长度方向=19mm 2s l mmlm 12 . 1 2 56 . 0 4 3 )005 . 0 1 (19 深度尺寸：=8mm s h mmhm 08 . 0 40 . 0 3 2 )005 . 0 1 (8 凸模部分： 径向尺寸：宽度方向=2mm，=7mm 1s l 2s l mmlm 64 . 0 1 32 . 0 4 3 )005 . 0 1 (2 mmlm 80 .