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电器
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目 录
第一章 绪论 1
第二章 原始资料 5
2.1 塑料制品产量和生产要求 5
2.2 塑料品种牌号 5
2.3 制品图样 13
2.3.1尺寸及要求 13
2.3.2 根据制品尺寸几何形状进行分析 13
.3.2.1 尺寸及公差 14
塑料制品的形状 14
脱模斜度 14
第三章 基本参数 16
3.1 注射机选择 16
3.2模具型腔数目的计算 16
3.2.1 计算原理 16
3.2.2 制品体积 17
3.2.3 型腔数目确定 17
3.3 模架选择 17
第四章 成型零件尺寸及结构 19
4.1聚苯乙烯的收缩率（S） 19
4.2 型芯尺寸及结构设计 19
4.2.1 型芯径向尺寸计算利用公式 19
4.2.2 型芯高度尺寸 20
4.3 型腔尺寸及结构设计 20
4.3.1型腔径向尺寸 20
4.3.2 型腔深度尺寸 21
4.3.3 型腔结构 22
4.3.4 型腔计算 22
第五章 模具结构 24
5.1模具结构图 24
5.2模具与成型机械关系的校核 25
5.2.1 制品及流道体积 25
5.2.2注射机的校核 25
5.2 模具结构的确定 27
5.2.1. 产品形状分析 27
第六章 浇注系统 28
6.1 概述 28
6.2 浇注系统的设计 28
6.2.1 主流道的设计 28
6.2.2 浇口的设计 28
6.2.3 排气糟的设计 30
6.3合模导向机构的设计 31
第七章 推出机构 32
7.1 概述 32
7.2 推出机构 32
第八章 支承零件 33
8.1 紧固件及其他附件 33
8.1.1 上模部分 33
8.1.2 下模部分 33
第九章 冷却系统 35
温度调节对塑件质量的影响 35
冷却系统之设计规则 36
第十章 模具的装配 37
结论 40
参考文献 41
致 谢 42
第一章 绪论
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。
对模具的全面要求是：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公有制制品。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。
- 内容简介：
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学毕业设计 I 1摘 要 电器盖 注射模模具设计是编写者两个月以来所编写的毕业设计说明书。主要介绍：注射模的整个过程，包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。在论文书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了论文所写的模具结构。 本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。 关键词： 两板模 ； 侧浇口 ； 强制脱模 学毕业设计 he of of is i.e,on of of a is of of by of of at of to a as as by of is in in in he of is is 学毕 业设计 摘 要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 1 具在加工工业中的地位 . 1 具的发展趋势 . 1 深理论研究 . 2 效率、自动化 . 2 型、超小型及高精度 . 2 新模具制造工艺 . 2 准化 . 2 源背景 . 3 的 . 3 求 . 3 际意义 . 3 要设计内容 . 4 第二章 原始资料 . 5 料制品产量和生产要求 . 5 料品种牌号 . 5 点 . 6 产方法 . 6 型特性 . 6 途 . 7 品图样 . 13 寸及要求 . 13 据制品尺寸几何形状进行分析 . 13 寸及公差 . 14 料制品的形状 . 14 模斜度 . 14 第三章 基本参数 . 16 射机选择 . 16 学毕 业设计 具型腔数目的计算 . 16 算原理 . 16 品体积 . 17 腔数目确定 . 17 架选择 . 17 第四章 成型零件尺寸及结构 . 19 苯乙烯的收缩率（ S） . 19 芯尺寸及结构设计 . 19 芯径向尺寸计算利用公式 . 19 芯高度尺寸 . 20 腔尺寸及结构设计 . 20 腔径向尺寸 . 20 腔深度尺寸 . 21 腔结构 . 22 型腔计算 . 22 第五章 模具结构 . 24 具结构图 . 24 具与成型机械关系的校核 . 25 品及流道体积 . 25 射机的校核 . 25 具结构的确定 . 27 产品形状分析 . 27 第六章 浇注系统 . 28 述 . 28 注系统的设计 . 28 流道的设计 . 28 口的设计 . 28 气糟的设计 . 30 模导向机构的设计 . 31 第七章 推出机构 . 32 述 . 32 学毕 业设计 出机构 . 32 第八章 支承零件 . 33 固件及其他附件 . 33 模部分 . 33 模部分 . 33 第九章 冷却系统 . 35 温度调节对塑件质量的影响 . 35 冷却系统之设计规则 . 36 第十章 模具的装配 . 37 具的装配顺序 . 37 结论 . 40 参考文献 . 41 致 谢 . 42 学毕业设计 1 第一章 绪论 具在加工工业中的地位 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。 对模具的全面要求是：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公有制制品。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。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时 应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 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是三项重要因素，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，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。 具的发展趋势 学毕业设计 1 2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以下几个方面： 深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了 满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 学毕 业设计 3 计在学习模具制造中的作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过 程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 源背景 电器盖 为 料制品，采用注射模进行成型，这种制品结构比较简单，加工难度不大。 的 通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握 软件的 操作方法。 求 设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。 际意义 通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对 以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一学毕 业设计 4 笔大财富 。 要设计内容 本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对 学毕 业设计 5 第二章 原始资料 料制品产量和生产要求 根据图纸要求，此制品为小批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。 料品种牌号 耐冲击性聚苯乙烯（ 耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产 的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍，抗冲击性得到了提高。 聚苯乙烯是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。通过茂金属催化聚合可以得到一种新型聚苯乙烯，即间同聚苯乙烯（ 间同聚苯乙烯上 的苯环交替地连接的主链的两侧，而普通聚苯乙烯的苯环在无规地连接在主链两侧。间同聚苯乙烯（ 结晶高分子，熔点达到 270 。在苯乙烯聚合体系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主链上接枝聚合。聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯链段分别聚集，产生相分离。这些聚丁二烯相区可以吸收冲击能，从而提高了聚苯乙烯的冲击强度 程塑料乳白色不透明颗粒 50180. 热分解温度 300化烃，酮类（除尔酮外）和酯类 油，有机酸，碱，盐，低级醇及其水溶液，不耐沸水 . 最便宜的工程塑料之一，和 C/C 相比，材料的光泽性学毕 业设计 6 比较差，综合性能也相对差一些 . 由 丁二烯改性而成的，因为 冲击强度很低，做出的产品很脆，而丁二烯的韧性很好，加入丁二烯后可使 冲击性能提高 23 倍 冲击强度比 冲击强度高出很多，但其综合性能还是不如 C/ . 冲击性能在工程塑料中是比较低的，因此，我们在使用次料时应注意对材料的冲击性能的检验。 点 无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯 ,可在 100度左右使用 但低温时变脆、不耐磨、易老化 耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 产方法 稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。 70和 3液体丙烯中聚合。 丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居 上的优势。 型特性 吸湿性小 ,易发生融体破裂 ,长期与热金属接触易分解 . 但收缩范围及收缩值大 ,易发生缩孔 变形 . 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 ,并注意控制成型温度 模具温度低于 50度时 ,塑件不光滑 ,易产生熔接不良 ,流痕 ,90度以上易学毕 业设计 7 发生翘曲变形 避免缺胶 ,尖角 ,以防应力集中 . 途 聚苯乙烯网状纤维以改性聚苯乙烯为原料，经挤出、 拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土（砂浆）固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑止裂缝的形成及发展，大大改善混凝土的阻裂抗渗性能，抗冲击及抗震能力，可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆 /混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料 在塑料制品中包装材料占 有极其重要的位置，据统计，世界用于包装领域的塑料约占塑料总消费量的 35%。我国包装用塑料发展迅速，产量从 1980年的 19万 65万 t，预计 2005年将超过 550 万 t， 2010年超过 700 万 t， 2015年超过900万 t，约占全国包装总产量的 13%以上。 从产品上看，包装用薄膜约占包装用塑料总量的 50%以上。我国双向拉伸聚苯乙烯（ 膜是 脂消费量最大的领域之一， 2003年我国有 123条生产线），总生产能力约 140 万 t/a， 2004年达到 200 万 t/a（ 138条生产线），产量将突破 100万 t。近年来，国内企业注重提升产品竞争力，先后引进了一批先进的 产的薄膜宽度可达 速度高达 400500m/浙江大东南集团引进德国布鲁克纳 6万 t/风集团投资 2亿元引进 t/前亚洲第 1条、世界第 4条 10m 宽的 常州武进金氏集团引进德国 2万 t/建现代集团引进 t/学毕 业设计 8 线；宝硕集团计划引进 10万 t/我国现有的 年对 00万吨，因此应重视开发 伸性、透明性好的 括配套用的乙、丙共聚物，以适应新引进的 2003年，我国汽车产量为 440多万辆，已位居世界第四，同比增长 据美国 2008年中国汽车产量将超过 600万辆， 2015将超过日本，跃居世界第二位”。 汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，目前我国工程塑料的自给率不足 16%。据中国工程塑料协 会预测， 2005年我国工程塑料需求增长率为 15%， 2010年约为 10%，需求量将从 2000年的 44万 010年的 140万 t。我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速，到 2010 年总用量将达到 94万 t（以塑料用量占汽车重量的 5%10%计）。 因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性 耐热性可由 80提高到 145 150，并能承受高温 7501000h 后不老化，不龟裂。据报道，日本丰田公司推出的新一代具 有高取向结晶性的聚苯乙烯 以作为汽车仪表板、保险杠，比以 0%，改性 近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。 2003年我国电冰箱产量为1850万台，空调器 4200万台，洗衣机 1700 万台，微波炉 3500万台。据“ 20042006年中国城市家庭影院市场研究咨询报告”显示，预计未来 3年内我国家庭影院系统市场规模将达到 690万台。另外，各种小家电也拥有巨大的潜在市场，这对改性 一个极好的商机。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如 947系列、 到了洗衣机制造厂商的欢迎。因此，在未来几年内应加大开发学毕 业设计 9 家用电器 适应市场变化的需求。 2003年全国塑料管材总产量突破 180万 t，同比增长 23%。早期， 是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口 水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设 格也由投产初期的 2万 3万元 / 反映，目前国产 量有待改进和提高。据报道，目前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚苯乙烯 12新牌号，使用该牌号生产的管材可在 20和 0年。 塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一，建设部曾于 2001年发出“关于加强共聚聚苯乙烯（ 材生产管理和推广应用工作的通知”，要求有关部门共同做好从原料、加工、质量以至管材使用、安装等工作，要严格把好 利更好地做好我国 用、推广工作。 随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明 其需要透明性高、流动性好，成型快的 便设计加工成人们喜爱的 明 普通 更多优点和开发前景。 近几年，国外透明 韩国 为 国某些公司用透明 国透明 %9%；日本近几年 000t，若以添加量 算，日本透明 的年产量可达 80万 日本理化株式会社介绍，日本透明 计， 2005 年国外市场对透学毕 业设计 10 明 料需求量约为 500万 550万 t。目前国内透明 明 用仍有待加强。 7高抗冲击聚苯乙烯，为了满足韧性材料的要求， 1950 年开始开发橡胶改性聚苯乙烯（高抗冲击聚苯乙烯即 通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生 产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来，已开发出各种特殊品级的 有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等，它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。 抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于 是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。 化学和性能抗冲击聚苯乙烯是通过将聚了二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制 目前工业上生产用的主要是本体聚合法。在本体聚合过程中，苯乙烯单体 /橡胶 /添加剂的混合体通过一系列反应器，转化率达 70 90%。 标准 其它重要性能如下：弯曲强度 13 8 55 1伸强度13 8 41 4裂伸长率为 15 75%；密度 1 035 1 04 g/卡软化点 185 220F 。 唯一工业化的掺用 金是其与聚苯醚的共混物。这种共混物的耐热性和韧性都很突出，但产品价格比单用 产品高许多。 聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级 比具有 更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗冲击强度，就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂，它们具有 光泽度，同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时，可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃（ 泡剂的也已开发出来。阻燃级（ 0 和 V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比许多阻燃工程树脂更为容易，价格也更低。 学毕 业设计 11 物理和电气性能 验项目 位 术要求 试方法 体流动速率 g/101238 度 g/1505 伸强度 1 638 裂伸长率 % 600 学毕 业设计 12 温脆化温度 - 35 746 20 0 体积电阻率 m 1014 257 20 0电强度 , 50V/m 35 149 20 电常数 150 质损耗因数 150 学毕 业设计 13 热空气老化条件 135 168h 伸强度变化率 % 25 3045 裂伸长变化率 % 25 品图样 寸及要求 电器盖 产品造型 ， 如图 根据制品尺寸几何形状进行分析 学毕 业设计 14 寸及公差 从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表 3级精度等级，查表 3级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般 精度等级。 料制品的形状 此制品为 电器盖 形制品，制品体积较大，如图 塑料制品的壁厚 由图 制品最大壁厚为 小壁厚为 厚均匀，因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。 模斜度 所设计的制品脱模斜度 为两度，这样制品对型心的包紧力小 ，脱模时 如果有脱模困难，生产时可喷涂脱模剂。 型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模 和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则： 型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。 学毕 业设计 15 学毕 业设计 16 第三章 基本参数 射机选择 根据塑料 制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为 60注塑机的参数如下： 型号 单位 360 2A 360 2B 360 2C 参数 螺杆直径 5 70 75 理论注射容量 068 1239 1423 注射重量 PS g 972 1127 1295 注射压力 08 180 156 注射行程 22 螺杆转速 r/180 料筒加热功率 锁模力 600 拉杆内间距 (水平垂直 ) 10710 允许最大模具厚度 10 允许最小模具厚度 50 移模行程 60 移模开距 (最大 ) 370 液压顶出行程 60 液压顶出力 10 液压顶出杆数量 3 油泵电动机功率 7 油箱容积 l 922 机器尺寸 (长宽高 ) m 机器重量 t 15 最小模具尺寸 (长宽 ) 50 具型腔数目的计算 算原 理 学毕 业设计 17 通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的 80，即 = 80 (3式中 品实际所需注射量，单位 射机最大注射量，单位 由表 068以 品体积 制品的结构及尺寸如图 积如通过 3 型腔数目确定 制品数目用 利用下列公式进行计算， n= 过计算可以设计型腔数量。因此制品为小批量生产，暂设计型腔数目为一模二。 架选择 根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表 6步选用 550.1(a)、 3.1(b) 模架型号采用 用标准模架，可以降低计算量，节约成本。 学毕 业设计 18 图 a） 图 (b) 学毕 业设计 19 第四章 成型零件尺寸及结构 苯乙烯的收缩率（ S） 查塑料制品 及其成型模具设计表 苯乙烯的收缩率范围为 换算成平均收缩率 =(+)/2= (4芯尺寸及结构设计 芯径向尺寸计算利用公式 +)+43 0 (4制品的基本尺寸为： 表公差为 将数值代入计算 1+ +43 0=1+ +43 0=学毕 业设计 20 1+ +43 0=芯高度尺寸 +32 0 (4制品的基本尺寸为： 表公差为 将数值代入计算 +2/3 =腔尺寸及结构设计 腔径向尺寸 型腔径向尺寸利用公式 +) （ 4 制品的基本尺寸为： 学毕 业设计 21 查表公差为 数值代入计算 +) = +) = +) = 腔深度尺寸 型腔深度尺寸利 目 录 第一章 绪论 . 4 第二章 原始资料 . 5 料制品产量和生产要 求 . 5 料品种牌号 . 5 品图样 . 5 寸及要求 . 6 据制品尺寸几何形状进行分析 . 6 寸及公差 . 6 料制品的形状 . 6 模斜度 . 7 第三章 基本参数 . 8 射机选择 . 8 具 型腔数目的计算 . 8 算原理 . 8 品体积 . 9 腔数目确定 . 9 架选择 . 9 第四章 成型零件尺寸及结构 . 11 苯乙烯的收缩率（ S） . 11 芯尺寸及结构设计 . 11 芯径向尺寸计算利用公式 . 11 芯高度尺寸 . 12 腔尺寸及结构设计 . 12 腔径向尺寸 . 12 腔深度尺寸 . 13 腔结构 . 14 型腔计算 . 14 第五章 模具结构 . 16 具结构图 . 16 具与成型机械关系的校核 . 17 品及流道体积 . 17 射机的校核 . 17 具结构的确定 . 19 产品形状分析 . 19 第六章 浇注系统 . 20 述 . 20 注系统的设计 . 20 流道的设计 . 20 口的设计 . 20 气糟的设计 . 22 模导向机构的设计 . 23 第七章 推出机构 . 24 述 . 24 出机构 . 24 第八章 支承零件 . 25 固件及其他附件 . 25 模部分 . 25 模部分 . 25 第九章 冷却系统 . 27 温度调节对塑件质量的影响 . 27 冷却系统之设计规则 . 28 第十章 模具的装配 . 29 结论 . 30 参考文献 . 31 致 谢 . 32 1 4第一章 绪论 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。 对模具的全面要求是：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公有制制品。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。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 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是三项重要因素，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，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。 5 第二章 原始资料 料制品产量和生产要求 根据图纸要求，此制品为小批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。 料品种牌号 耐冲击性聚苯乙烯（ 耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。 特点 无毒、无 味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯 ,可在 100度左右使用 但低温时变脆、不耐磨、易老化 耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 途 7高抗冲击聚苯乙烯， 结合以上材料， 合电器盖的制作。 品图样 6 寸及要求 电器盖 产品造型 ， 如图 根据制品尺寸几何形状进行分析 寸及公差 从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表 3级精度等级，查表 3级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。 料制品的形状 此制品为电器盖形制品，制品体积较大，如图 塑料制品的壁厚 7 由图 制品最大壁厚为 小壁厚为 厚均匀，因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇 口。 模斜度 所设计的制品脱模斜度为两度，这样制品对型心的包紧力小，脱模时如果有脱模困难，生产时可喷涂脱模剂。 型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则： 型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱 模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。 8 第三章 基本参数 射机选择 根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为 60注塑机的参数如下： 型号 单位 360 2A 360 2B 360 2C 参数 螺杆直径 5 70 75 理论注射容量 068 1239 1423 注射重量 PS g 972 1127 1295 注射压力 08 180 156 注射行程 22 螺杆转速 r/180 料筒加热功率 锁模力 600 拉杆内间距 (水平垂直 ) 10710 允许最大模具厚度 10 允许最小模具厚度 50 移模行程 60 移模开距 (最大 ) 370 液压顶出行程 60 液压顶出力 10 液压顶出杆数量 3 油泵电动机功率 7 油箱容积 l 922 机器尺寸 (长宽高 ) m 机器重量 t 15 最小模具尺寸 (长宽 ) 50 具型腔数目的计算 算原理 9 通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的 80，即 = 80 (3式中 品实际所需注射量，单位 射机最大注射量，单 位 由表 068以 品体积 制品的结构及尺寸如图 积如通过 3 型腔数目确定 制品数目用 用下列公式进行计算， n= 过计算可以设计型腔数量。因此制品为小批量生产，暂设计型腔数目为一模二。 架选择 根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表 6步 选用 550.1(a)、 3.1(b) 模架型号采用 用标准模架，可以降低计算量，节约成本。 10 图 a） 图 (b) 11 第四章 成型零件尺寸及结构 苯乙烯的收缩率（ S） 查塑料制品及其成型模具设计表 苯乙烯的收缩率范围为 换算成平均收缩率 =(+)/2= (4芯尺寸及结构设计 芯径向尺寸计算利用公式 +)+43 0 (4制品的基本尺寸为： 表公差为 将数值代入计算 1+ +43 0=1+ +43 0= 12 1+ +43 0=芯高度尺寸 +32 0 (4制品的基本尺寸为： 表公差为 将数值代入计算 +2/3 =腔尺寸及结构设计 腔径向尺寸 型腔径向尺寸利用公式 +) （ 4 制品的基本尺寸为： 13 查表公差为 数值代入计算 +) = +) = +) = 腔深度尺寸 型腔深度尺寸利用公式 制品的基本尺寸为： 表公差为 m = + (4将数值代入计算 14 + = 腔结构 型腔结构简单，采用镶嵌凹模，这种结构成形的制品质量较好，加工方便，并且就镶嵌在型腔板上，与型腔板构成一体。 型腔计算 型腔底厚、壁厚 利用公式 t=r 111 +（ 4 代入计算得 t=用公式 t=r( 12 代入计算 t=较大值 15 厚计算 按刚度计算 h=强度计算 h=较大值 16 第五章 模具结构 模具结构主要由以下部分组成：成型部分、 支承部分、推出机构、浇注系统、导向部分、紧固定位部分、冷却排气系统。在模具设计过 程中，主要考虑塑料怎样进料，制品怎样成型、制品怎样脱出。 具结构图 通过对模具成型零件的计算，模架的确定，模具结构图如图所示。 17 具与成型机械关系的校核 品及流道体积 品体积 射机的校核 根据公式 V 代入计算得 V=符合注射机的要求 中 p 熔融型料在型 腔内的压力，该产品 A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算 A=15554 锁 注塑机的额定锁模力。 故 0x (2 026 选定的注塑机的压力为 3600足要求。 18 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适 模具长模具宽 2+50 故： 66060+160+50 满足条件 19 具结构的确定 产品形状分析 型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离 叫理论抽芯距，用 S表示。为了安全起见，实际抽芯距离 大 2 3 S = S +（ 2 3） 次设计中有孔需侧抽芯出模 , 如下图所示，产品有前后模方向倒扣 考虑到产品倒扣较小，采用侧抽芯成型会增加生产成本，现该产品采用强制出模。 20 第六章 浇注系统 述 注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。对其要求是：使熔体平稳的进入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔内的气体顺利排出，在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分的把压力传到各个部位，以获 得组织致密，外形清晰，尺寸稳定的塑料制品。可见，浇注系统的设计是十分重要的。浇注系统的设计正确与否，是注射成型能否顺利进行的关键，因此，要引起高度重视。 注系统的设计 流道的设计 主流道的截面形状一般为圆形，其锥度为 2 6，在此模具的设计的设计中采用2，小端直径一般取 3 6大于注射机喷嘴直径 表 3此模具主流道小端直径设计为 流道的长度一般不超过 200模具设计为 150 由于主流道需要与高温塑料频繁接触，故 设计主流道衬套是十分必要的，尤其是主流道要穿过两块板时，如果没有主流道衬套，在结合处很容易发生溢料，导致主流道难以取出，主流道衬套的球半径比注射机的球半径大 1 2计球半径为 流道衬套的尺寸查表 3具实用技术设计综合手册。 口的设计 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（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是： 21 体在浇口处首先凝结，防止其倒流。 口截面积约为分流道截面积的 口的长度约为 2口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。 当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择： 浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到 这些适当值。 浇口设置应有利于排气和补塑。 浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用侧浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。 浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形 塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。 浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。 22 定位环、浇口衬套、浇注系统示意图 因侧浇口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到侧浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了 注塑之后选择了更具 优势的浇口 . 气糟的设计 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 ,镶件间隙排气，所以无需设计排气槽。 23 模导向机构的设计 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。 定位作用： 为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。 动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行 定位。导柱、导套零件如下： 24 第七章 推出机构 述 推出机构的设计是为了把制品从型芯型腔中推出来，为下一次注射做准备，推出机构的设计要求有： 损坏。 出机构 推出机构一般有推杆、推管、推件块等，从制品的形状、尺寸考虑，利用推管制品的壁厚太小，采用直推杆，制品的受力面积太小，会损坏制品，其他结构不适合成型本产品，所以将顶出机构设计推板形式，下 面采用复位杆提供动力固定，采用导柱导套保证装配需要。 推出机构 25 第八章 支承零件 在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模脚等。 固件及其他附件 模部分 定模部分由于产品较高，采用定模板原身留方式制作整体型芯。如下图。 模部分 下模部分设计，根据产品设计模具镶件。产品后模有倒扣需要强脱，那么模具后模就会有倒扣形状，为保证模具加工倒扣部分设计模具镶件。 26 成型零件图 镶件图 27 第九章 冷却系统 模具在注射时，应对模具温度进行较好的控 制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计冷却系统，但由于本零件较大，不可以通过模具自然冷却来保证热平衡。另外此制品为小批量生产，成型的制品精度等级为一般精度，故采用模具冷却，冷却水道需要注意设计模具结构 在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为 C200 左右，熔体固化成为塑件后，从 C60 左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于 C80 ）的塑料，如本设计中的 ，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。 模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。 温度调节对塑件质量的影响 注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使 生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。 28 模具冷却水路图 冷却系统之设计规则 设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体
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