机械毕业设计（论文）-电器外壳注射模设计-侧抽芯（全套图纸） .pdf

电器外壳注射模设计 1 摘要 塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状， 通过一定的方式来成型塑料制 品的工艺装备或工具，它属于型腔模范畴。而注塑模具是其中发展较快的种类。 因此， 研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本 设计主要进行了电器外壳的注塑模设计。设计过程中介绍了注射成型的基本原 理， 对注塑产品提出了基本的设计原则。 确定了分型面， 浇注系统和排气系统等。 计算了成型零部件的尺寸。由于制品圆周侧壁上有一个通孔，需采用侧抽芯机构 来实现。通过本次毕业设计，使我对注塑模具有了更深一层的认识，了解了模具 结构和工作原理。同时也熟练掌握了绘图软件的使用，注意到设计过程中的某些 细节问题，也培养了做事的耐心。 关键词： 塑料模具； 注塑模 ；侧抽芯 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 2 abstract plastics mold is a technology equipment or tool .it is use of a specific shape ,through a certain approach to form plastic products at today industrial production .it belongs to die cavity areas .the injection mold is one of the type of rapid developments .therefore, the study of injection mold to the understanding of production process and improve the product quality have a great significance. this paper discuss the designing of the injection mold for a electric shell.this design main introduced the basic principe of design on the injection mold ,specially proposed the basic principle of have a better performance to forming ,determined the type face ,such as the pouring system and exhaust systems and so on ,calaulate the size of the molding components .there are one holes at product circular wall ,so that ,it must be use side core pulling bodies to achieve . though this design ,i have the deeper understanding of the structure and working principle of the injecting mold .in the meantime ,i master the use of graphics software noting the some of the details .at the process of designing cultivate a work patience. key words : plastic molds ； plastic injection mould； side pumped core. 3 目 录 摘要 1 abstract 2 目录 3 1 塑料成型工艺性分析. 5 1.1 塑件的分析 5 1.2 材料的成型工艺性能 5 1.3 pe 的注射工艺过程及工艺参数 6 1.4 pe（聚乙烯）成型的条件 . 7 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 8 2.1 分型面的选择 8 2.2 注射机的选择与校核 9 2.2.1 注射机的选择. 9 2.2.2 注射机的校核 11 2.2.3 型腔数目的确定与排列形式 12 3 浇注系统的设计. 14 3.1 主流道设计 . 15 3.2 冷料穴的设计 . 16 3.3 分流道设计 . 17 3.4 浇口设计 19 4 排气系统设计. 20 5 成型零件结构设计. 21 5.1 凹模的结构设计 . 21 4 5.2 凸模的结构设计 . 22 5.3 成型零件工作尺寸计算 . 22 6 成型零件的制造工艺 . 29 6.1 定模型芯的制造工艺 29 7 模具加工工艺流程. 30 8 导向机构的设计. 32 9 脱模机构的设计. 33 10 模温调节与冷却系统设计 34 10.1 模温对塑件质量的影响 34 10.2 模温对生产效率的影响 35 10.3 冷却系统的设计原则 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 10.4 冷却系统的计算 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 11 模体设计 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致谢. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5 1 塑料成型工艺性分析 1.1 塑件的分析 塑件的尺寸较小，精度等级一般，性能要求一般，为大批量生产，采用一 模四腔来提高生产率，制品不进行二次加工。 浇口采用潜伏浇口， 适用于一模四腔， 大大提高生产率， 浇口截面为圆形。 为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用镶拼结构。 图一 电器外壳 1.2 材料的成型工艺性能 塑件材料采用 pe，pe 的主要工艺性能有： 聚乙烯属于结晶型，流动性很好的热塑性塑料。 性能特点：化学稳定性好，耐寒性差，光、氧作用下易降解，机械性能比聚 乙烯好。 成型特点： 6 结晶性料， 吸湿性小， 可能发生熔体破裂， 长期与热金属接触易发生分解； 冷却速度慢，模具宜设浇冷料井与并有冷却系统； 成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、熔接痕； 加热时间不要太长，佛则会发生分解，烧伤 塑件要壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防应力集中； 使用温度：10120 模具成型注意事项：因有“铰链”特性，注意浇口位置设计；防缩孔，变形； 收缩率为 1.53.0% 主要用途：板、片、透光薄膜、绳、绝缘零件、日用品等。 1.3 pe 的注射工艺过程及工艺参数 本塑件由 pe（聚乙烯）注塑而成，因其壁厚 t=3mm 属于厚壁零件；通过 pro/e 对零件处理，由软件取得体积为: v=1059mm 3 本设计采用 pe，查附表 c 得： = 0.90g/cm 3 塑件质量为：m= v= 0.941105910 3 = 10g 塑件精度等级为：it8 该塑件尺寸较小，一般精度等级，为降低费用，采用一模多腔，并不对制 品进行后加工处理。 表 1 pe 的性能指标 性能指标 参数 7 密 度 v （/g 3） 965. 0941. 0 比体积 13 / kgdmv 06. 103. 1 吸水率 100 cp w 01. 0 收缩率 s 0 . 35 . 1 熔 点 t（ c） 137105 热变形温度 t（ c） a a mp mp 185 . 0 46 . 0 48 8260 抗拉屈服强度 1 （ a mp ） 27 抗弯强度 1 （ a mp ） 4027 冲击韧度 2 2 mkj a mkj a k n 8 . 45 . 3 78 硬 度 hb 65. 8 10595r 体积电阻系数（cm.） 16 10 击穿强度）（ 1 mmkve 30 模具温度 t（ c） 9080 1.4 pe（聚乙烯）成型的条件 注射机类型： 螺杆式 预热和干燥： 温度)( ct o 7080 时间)(hr 12 料筒温度)( ct o 后段 140160 中段 - 前段 170200 模具温度)( ct o 8090 注射压力)( a mpp 6070 成型时间)(s 注射时间 1560 高压时间 03 冷却时间 1560 8 总周期 40130 螺杆转速 )1 min( srn - 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 2.1 分型面的选择 打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面称之为分型面。 分型面设计是型腔设 计和第一步，它受塑件的形状、壁厚、外观、尺寸精度和模具型腔数目，排气槽 及浇口（和形式）等诸多因素影响。 分型面的选择原则： 符合塑件脱模。为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺 寸大的部位。 分型面的数量和形状通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的方 向， 特殊情况下采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时 9 应以模具制造及脱模方便的原则。 型腔方位的确定在决定型腔在模具内的方位时， 分型面的选择应尽量防止 孔或侧凹，以免采用较复杂的模具结构。 确保塑件质量分型面应不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质 量；将塑件要求同轴度的部分放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度；要考 虑脱模斜度造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。 有利于塑件的脱模由于模具脱模机构通常只设在动模一侧， 故选择分型面 时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。 这对于自动化生产使用的模具尤其显得 重要。 考虑侧向轴拔距一般机械式抽芯机构的侧向拔距都较小， 因此选择分型面 时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距做 为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。 锁紧模具的要求侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件， 应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为 侧向分型面 有利于排气当分型面作为主要排气渠道时， 应将分型面设在塑料熔体的末 端，以利于排气。 模具零件易于加工选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减 小机械加工的困难。 2.2 注射机的选择与校核 2.2.1 注射机的选择 注射机额定注射量mg 每次注射量不超过最大注射量的 80%，即 z j m mmg n = 8 . 0 式中 n 型腔数 j m 浇注系统重量（g） z m 塑件重量（g） g m 注射机额定注射量（g） 浇注系统体积 j v ，根据浇注系统初步设计方案进行计算： 10 则 32 1 1 . 153685 . 114 . 3 mmv= 32 2 5 . 352505 . 114 . 3 mmv= 33 3 7 . 322/5 . 214 . 3 3 4 mmv=）（ 3 4 3415 . 15 . 0mmv= 33 4321总 5422 . 0 2 . 542cmmmvvvvv=+= gvmj4955 . 0 914 . 0 5422 . 0 总 = 8 . 0)( jzg mmnm+= n取 4 =g61.508 . 0)4955 . 0 104(=+ 24.56914 . 0 /61.50=mg 从计算结果，并根据塑件注射机技术规格，查塑件制品成型及模具设计 教材附录 e，选用 xs-zy125 型注射机 主要技术参数如下： 表 2 xs-zy125 型注射机的主要技术参数 型型 号号 单单 位位 xs-zy125 标称注射量： 3 cm 125 螺杆（柱塞）直径 mm 30 注射压力: a mp 150 注射行程: mm 160 注射方式: 螺杆式 合模力: n 4 1090 最大成型面积: 2 cm 360 11 模板最大行程: mm 300 模具最大厚度: mm 300 模具最小厚度: mm 200 注射时间 s 1.8 拉杆空间: mm 260360 合模方式: 液压-机械 推出形式: mm 两侧推出（230） 电动机功率: kw 11 定位圈尺寸: mm 100 机器外形尺寸: m 3.340.751.55 2.2.2 注射机的校核 注射压力的校核 由附录 d，常用热塑性塑料注射成型的工艺参数查得 pe 的注射压力为：p 额 =70120 mpa；由附录 e，部分国产注射成型机的型号及技术参数查得 xs-zy-125 的注射压力为：p0=150 mpa； 因为 p0 p额，则满足条件。 锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。 当高压的塑料熔 体充填模型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁 模力必须大于该胀型力，即： f锁f胀=a分p型 式中， f锁注射机的额定锁模力（n） p型模具型腔内塑料熔体平均压力 （mpa） ， 一般为注射压力的 0.3 0.65 倍,通常为 2040 mpa a分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm 2 ） 该塑件是不规则结构，通过 pro/e 对零件处理，由软件取得 a分为: s=1096 mm 2 本设计取 p 型=20 mpa 即： f胀=a分p型=109620=2112. n f锁=9010 4 f胀,则满足条件。 12 2.2.3 型腔数目的确定与排列形式 型腔数目的确定 为了使模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑 件精度,模具设计时应确定型腔数目.常用方法有四种: 根据经济性确定型腔数目 根据总成型加工费用最小的原则,并忽略准备时间和试生产原材料费用,仅 考虑模具加工费和塑件成型加工费. 设型腔数目为 n,制品总件数为 n,每一个型腔所需的模具费用为 c1,与型腔 无关的模具费用为 c0, 每小时注射成型的加工费用为 y(元/h),成型周期为 t(min),则: 模 具 费 用 为: xm=nc1+ c0 (元) 注射成型费用为: xs=n n yt 60 (元) 总成型加工费用为: x= xm+ xs, 即; x= n n yt 60 + nc1+ c0 为使总的成型加工费用最小, 即令 dn dx =0, 则有 n( 60 yt )(- 2 1 n )+ c1=0 , 所以 n= 1 60c nyt （2-1） 根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目 当成型大型平板制件时,常用这种方法.设注射机的额定锁模力为 f(n),型 腔内塑料熔体的平均压力为 p m (mpa),单个制品在分型面上的投影面积为 a1(mm2)，浇注系统在分型面上的投影面积为 a2 (mm 2 ),则: (n a1+ a2) pmf 即: n 1 2 w apf m （2-2） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目 设注射机的最大注射量为 g(g),单个制品的质量为 w1(g), 浇注系统的质量 为 w2(g),则型腔的数目为: n () 1 2 8 . 0 w wg （2-3） 13 若将质量(除以密度的)用体积表示,(2-3)式也可以用。 根据制品精度确定型腔数目 根据经验,在模具中每加工一个型腔,制品尺寸精度要降低 4%。设模具中的 型腔数目为 n,制品的基本尺寸为 l（mm）,塑件的尺寸公差为 ，单型腔模具 注塑生产时可能产生的尺寸误差为 % s , (聚甲醛为 %2 . 0 ,尼龙为 66 %3 . 0 ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、abs 等非结晶型塑料为 %05. 0 )则有塑件尺寸 精度的表达式为: l s +（n-1）l s 4% 简化后可得型腔数目为: n l s 2500 -24 对于高精度制品,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致,故通 常推荐型腔数目不超过 4 个. 从塑件的生产效率和成本考虑，而且在生产批量较大时，精度要求一般，暂 时设型腔数目为 4，这样好平衡式排列，以保证各型腔平衡进料，因此采用一模 四腔的模具来加工。 本设计采用根据注射机的最大注射量确定型腔数目的方法来确定。 1 2 8 . 0 w wg n 注射机的最大注射量（g） 1 w 单个制品的质量（g） 2 w 浇注系统的质量（g） 6 90 . 0 8 . 15 90 . 0 458 . 1 90 . 0 1258 . 0( = ） n 由于本塑件精度一般，故设计型腔数目为 4 个 多型腔的排列 多型腔在模板上排列形式通常有圆形、h 形、直线形及复合形。在设计时应 注意以下几点： 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定； 型腔布置与浇口开设部位应力应求对称， 以便防止模具承受偏载而产生镒 料现象。 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。 根据以上几点，型腔排列形式如图所示： 14 图 2 型腔数量的排列布置 3 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通 道， 或是在此通道内冷凝的固体塑料。浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流 道浇注系统两类。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组 成。本设计采用普通浇注系统。 浇注系统设计原则：浇注系统设计是指注射模设计的一个重要环节，它对注 射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计 时必须遵循以下原则： 结合型腔布局考虑，应考虑以下三点： 尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。 15 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载产生溢料现象。 型腔排列要尽可能紧凑，以减少模具外形尺寸。 热量及压力损失要小，为此浇注系统流程要尽量短，断面尺寸尽可能大， 尽量减少弯折，表面粗糙度要底。 确保均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及 角落，即分道尽可能采用平衡式布置。 塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以 减少塑料的耗量。 消除冷料：浇注系统应能捕集温度较低的“冷料” ，防止其进入型腔，影 响塑件的质量。 排气良好：浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔 的气体能顺利排出。 防止塑件出现缺陷 ： 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残 余应力、 翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型 不良现象。 塑件外观质量 ：根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方 便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。 生产效率：尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周期短，效率高。 塑料熔体流体特性：大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，以充分利用。 3.1 主流道设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道， 通常和注射机喷嘴在同一 轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。其形状为圆锥形，便于塑料熔体按序顺 利地向前流动。开模时主流道凝料又能顺利的拔出。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，还可以影响塑件内在质量。热塑性塑料的主流道 一般由浇口套构成。 主浇道设计 根据塑件本身比较小，成型材料pe动性好，所以主流道要设计得比较小些， 且在保证塑件成型良好得前提下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道凝料 增多，塑件消耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响成型。所以，设 计主流道的截面为圆形，取主流道的长度l=65.00mm。 根据以上，查表塑料模具设计与制作教程表4- 2- 1主流道截面直径的推 荐值 取d2=3m，d3=6.45mm。根据塑料模具设计与制作教程第182页取主 流道半径圆锥角 主浇道的形状一般为圆锥形，其小端直径应大于注塑机出口直径 0.51mm 16 左右，其圆锥角一般要求大于3o,其大端的一侧一般设置主流道锁口。 主流道主要参数如下： 主流道圆锥角 a=2 0 内壁粗糙度 mra63 . 0 = 主流道大端半径 mm3= 主流道长度 l =65mm 主流道衬套材料 8t 如图所示： 图三 主流道浇口套的结构形式 3.2 冷料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。 其作用就是存放料流峰的 “冷料” ， 防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模 板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直 径。冷料穴的形式有以下三种： 与推杆匹配的冷料穴这种冷料穴的底部有一根推杆，而推杆安装在推板 上，与其它推杆或推管连用。 与拉料杆匹配的冷料穴这类冷料穴的底部有一根拉料杆， 拉料杆安装于型 芯固定板上，不随推出机构一起运动。 无拉料杆的冷料穴是在主流道对面的动模板上开一锥形凹坑， 再在凹坑的 锥形壁上钻一深度不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件被 推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线移动，然后被全部拔出。 17 综上所述，本设计采用与拉料杆匹配的冷料穴，其形状如下图： 图四 冷料穴的结构形式 3.3 分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流各转向的 作用。 多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个浇口时也要设置 分流道。 分流道的截面形状 通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、u 形和六角形等。为了减小流 道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大，表面积小。因此可用流道截 面积与其周长的比值来表示流道的效率。 根据以上原则采用半圆形分流道。 分流道的尺寸 因为各种塑料的流动性有差异，分流道截面尺寸要根据塑件的成形体积、塑 件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率和分流道长度等到因素来确 定。对于壁厚小于 3mm，质量在 200g 以下的塑件，可通过以下经验公式确定分 流道的直径： d=0.2654m 4 l )(47 . 2 30 8 . 152654 . 0 4 mmd= 式中，m流经分流道的塑料量（g） l分流长度（mm） d分流道直径（mm） 18 对于黏度大的塑料，可按上式算得的 d 值再乘以 1.2-1.25 的系数。 分流道布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与 非平衡式两种。 平衡式布置 平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状及断面非平衡 布置都必须对应相等，达到各个型腔同时均衡进料，以保证各型腔成型出的塑件 在强度、性能及质量上的一致性。 常用形式：h 型排列和圆形排列。 非平衡布置 非平衡式浇注系统分两种情况，一种是各个型腔的尺寸和形状相同，只是诸 型腔距主流道的距离不同；另一种是各型腔大小与主流道长度均不相同，为了使 各个型腔同时均匀进料，必须将各个型腔的浇口做成不同的截面。 分流道的设计要点 分流道对熔体的阻力要小， 在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充 满型腔的前提下， 分流道的截面积与长度要取小值， 尤其对于小型塑件更为重要。 分流道转折处要以圆弧过渡。 各型腔均衡进料，为此当塑件形状、大小相同时，各分流道的截面积和长 度都要对称相等，各支分流道长度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能 满足这点。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的逆件时，各分流道 的截面积和长度要与塑件相对应。 表面粗糙度要求达到 ra0.8 为佳。 分流道较长时，要在分流道的末端开设冷料井。 分流道的位置可单独开设在定模板或动模板上，也可同时开设在动、定模 板上，合模后形成分流道的截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性和塑件 脱出方法。通常分流道多开设在模具一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。 分流道与浇口的连接外要加工成斜面， 并用圆弧过渡， 有利于塑料熔体的 流动和填充。 综上所述，本设计采用平衡式布置，通常四个型腔以下的 h 形和圆形排列能 达到最佳的热平衡和塑料和流动平衡。 在这套模具中，其分流道与浇口的连接如下图所示： 19 图五 分流道与交口的连接形式 3.4 浇口设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。 浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。其主要作用是： a. 型腔充满 后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；b.较容易切除浇口凝料；c.对于多型 腔模具，可以用平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制熔接缝的位置。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验公式确定，取其下限，然后 在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道面积的 3%-9%，截面形 状常为矩形或圆形，浇口长度为 0.5-2mm,表面粗糙度 ra 不低于 0.4。 本塑件采用侧浇口： 侧浇口它的好处就是加工容易，去除浇口方便，痕迹小。 浇口的位置选择 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。 在确定浇口位置时， 应考虑以下几点： 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 流程(包括分支流程)为最短； 每一股分流都能大致同时到达其最远端； 应先从壁厚较厚的部位进料； 考虑各股分流的转向越小越好。 有效地排出型腔内的气体。 型腔内如有成型孔的型芯时，浇口应避免冲击小型芯，并且应考虑到熔体 的压力损失。 20 型腔如有金属嵌件时，浇口应远离嵌件，以免冲击嵌件。 4 排气系统设计 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料 受热或凝固产生的低分子气体挥发，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时 气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料 熔接不良而引起缺陷。 注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气， 只是在特殊情况下采用开设排气槽的排气方式。 21 当型腔最后充填部位不在分型面上， 其附近又无可供排气的推杆或可活动的 芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气。 本塑件采用模型分型面与侧向抽芯机构自然排气。 5 成型零件结构设计 塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间称为型腔。而构成 这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环 等。 5.1 凹模的结构设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓。 其结构形式分为：整体式凹模和组合式凹模。 22 本设计采用整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直 接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难， 故只适用于小型且形状简单的塑件成型。 5.2 凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和分体式 两种类型。组合式凸模又分为整体装配式和镶件组合式。 本设计采用整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而 成。它的具体形式如下图： 图六 凸模结构 5.3 成型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接构成塑件的尺寸， 它通常包括凸模 和凹模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长度和宽） 、凸模和凹模的高度尺寸 以及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差： 塑件的公差规定按单向极限制， 制品外轮廓尺寸公差取负值 “-” ， 制品内腔尺寸公差取正值“+” ，而制口中心距尺寸公差按对称分布原则计算， 即取“ 2 ” 。 模具制造公差： 实践证明， 模具制造公差可取塑件公差的 3 1 6 1 ， 即 2 = （ 3 1 23 6 1 ），而且按成型加工过程中的增减趋向取“+” “-”符号，型腔尺寸不断增 大，则取“+ z ， ” ，型腔尺寸不断减小则取“- z ， ” ，中心距尺寸取“ 2 z ” 。 模具的磨损：实践证明，对于一般中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 6 1 ， 即 c = 6 1 ， 对于大型塑件则可取 6 以下。 另外对于型腔底面 （或型芯端面） ， 因与脱模方向垂直，故磨损量 c =0。 塑件的收缩率：成型后的收缩率与多种因素的关，通常按平均收缩率计算。 s= 2 minmax ss+ 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力和模具分型面平面的影响，会导 致动模、定模注射时存在一定的间隙。一般当模具分型面平面度较高、表面粗糙 度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般为 0.02 左右 mm。 pe：由 smin=0.6, smax=1.4，则 s= 2 maxmin ss+ = 2 %4 . 1%6 . 0+ =1% z = 3 ，公差由塑料模具技术手册表 2-37，sj1372 公差数值表查。 型腔的内径计算 塑件外径与型腔内径的关系： z sdd s + += 0 4 3 )1 ( 式中 d 型腔内径尺寸（mm） s d 塑件外径基本尺寸（mm） s 塑件平均收缩率 塑件公差 z 模具制造公差 一般为（ 4 1 3 1 ）， 取 3 1 查表 pe 塑料的收缩率 1.5%3.5% 平均收缩率 s=（1.5%+3.0%）/2=2.3% 型腔径向尺寸的计算： 24 3 26. 0 0 1 26 . 0 4 3 %3 . 2134 + +=）（ m d = 09 . 0 0 59.34 + 3 3 . 0 0 2 3 . 0 4 3 %3 . 2130 + +=）（ m d = 1 . 0 0 47.30 + 型腔高度尺寸的计算： z shh sm + += 0 11 3 2 1）（ 3 2 . 0 0 2 . 0 3 2 %3 . 2114 + +=）（ = 07 . 0 0 19.14 + z shh sm + += 0 12 3 2 1）（ 3 28. 0 0 28 . 0 3 2 %3 . 2124 + +=）（ = 09 . 0 0 37.20 + 型芯的内径计算： 0 4 3 1 z sdd sm +=）（ d型芯内径尺寸（mm） s d 型芯外径尺寸（mm） s 塑件平均收缩率 塑件公差 型芯径向尺寸的计算： 25 0 3 28 . 0 28 . 0 4 3 %3 . 2124 +=）（ m d = 0 09 . 0 76.24 型芯高度的尺寸计算： 0 1 3 2 1 z shh sm +=）（ 0 3 28 . 0 28 . 0 3 2 %3 . 2119 +=）（ = 0 09. 0 62.19 两型心中心间距的计算： zsm scc += 3 2 1）（ = 2 11 . 0 011. 3 2 %3 . 2116 +x）（ =06. 044.16 型腔壁厚和底厚的计算： 按刚度条件计算壁厚 s= 3 4 15 . 1 e ph = 3 5 4 1 . 2101 . 2 1445 15 . 1 xx x 7.2 按强度条件计算底厚 h= 2 87 . 0 pr = 140 1445 87 . 0 2 x 5.4 设计侧向抽心结构 侧抽芯机构的选用 根据设计塑件的外型选取斜导柱式抽芯机构 斜导柱的抽拔角可在10200之间选取，=150 斜导柱的结构形式： 中小型模具中常用的一种结构形式其台间端部相平与模面， 其角度与抽拔角 一致。 斜导柱固定部分与模板的配合精度为 7 6 h m 的过度配合。 斜导柱后侧滑快的斜 孔中滑动时，有较大的侧向分力，所以相互的运动摩擦里较大，因此，斜导柱与 26 侧滑快斜孔之间配合不能过于紧密，在实际中应有0.20.5mm的间隙，还有，如 果精度高的动配合在开模的瞬间主分型面和侧分型面几乎是同时分型的， 这时由 于禊块还在起锁紧作用，会引起侧抽芯的运动干扰。 图七 侧抽芯机构结构形式 斜销的直径是由他所受到的最大弯曲力决定的， 按它所受到的最大弯曲力应 小于许可弯曲应力的原则。有 d= 3 1 1 . 0 w nl = 3 1 10 sin scosqk w f 式中 d-斜销的直径 f k -无量刚系数 q -抽拔阻力 s-抽拔距 w-斜销的许可应力 此产品的抽心距 s=3+2mm 安全距离，初定斜销角度为 o 15 拔摸阻力的计算 q ，由 t/d=3/51/20 属于厚壁 由 3-29 查得 pe 的性能 e=0.89x10 3 mp = + 2 5.35.1 %=0.25 27 =0.49 f=0.5 q=2rel(f-tg)/(1+k2)k1+2.5 = () + 0087.1)667.049.01( 0175.05.03025.01089.05.2214.3 3 xxxxxx +2.5x3.14 =659n d= 3 1 259 . 0 300 13982256 . 1 10 x xx d=11.212 圆柱形斜导柱总长度的计算 斜导柱抽拔角 h斜导柱固定板厚度mm 斜导柱与侧滑块斜孔的配合间隙mm d斜杠工作的直径mm s抽芯距实际距离加24mm l= 1 l + 2 l + 3 l + 4 l + 5 l + 6 l l= tan 2 d +cos h +tan + tan 2 d +sin s + 11 34 d =68.34 計算得總長68.34 28 图八 斜导柱结构形式 设计滑快的尺寸如下图 图九 滑块的的尺寸关系 压块的尺寸如下图 图十 压块的尺寸关系 设计锁紧机构尺寸如下图 29 图十一 锁紧块的尺寸关系 6 成型零件的制造工艺 6.1 定模型芯的制造工艺 定模型芯是主要工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有 一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，因此选用 718s 钢材（注： 此钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性） 。 同时考虑到此塑件对尺寸精度和表面要求一般，在对材料进行粗加工后，留 0.5mm 的单边，淬火、低温回火后，用电火花机放电到位即可。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边 0.20.5mm 的余量，热处 理后采用慢走丝割出即可。 综上所述，定模型芯加工工艺如下： 30 开料：开出长宽高为 31531550 的毛坯。 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各面， 留 0.10.3mm 单边余量。 按照图样在铣床上钻螺纹孔，运水孔。 在数控铣床上采用铣刀铣出两条浇道和铣出分流道， 同时按照图样要求铣 出四个型腔的形状，留单边余量 0.20.5mm。 送热处理车间进行热处理：淬火使其表面硬度达到 5660hrc。 按照图样要求加工型芯表面，保证型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨光 后六面见光。 电火花放电： 工件准备：模块材料为 718s 钢，铣、磨按图纸要求加工成型，热处理 5660hrc 后，六面见光，保证平行度及垂直度。 电极制作：电极材料为紫铜，最好选用铜钨合金。 校正、装夹、安装合格。 用慢走丝割出浇口衬套孔，镶嵌孔。 对成型面进行研磨达到图样表面粗糙度的技术要求。 7 模具加工工艺流程 根据零件结构和制造工艺，模架的基本组成零件有两种：导柱、导套等回转 零件；模板等平板零件。 导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面的加工，平板内零件的制造过程主要 进行平面加工和孔隙加工，它们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作 时具有正确的相对位置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应 该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。 导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢 t10 淬火处理，淬火处理硬度 5862hrc。 根据分析，导柱、导套加工工艺过程如下： 备料粗车、半精车内外圆柱表面热处理研磨导柱中心孔粗 31 磨、精磨配合表面研磨导柱、导套重要配合表面。 凸模加工工艺过程如下： 下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线工作型 面半精加工淬火、回火磨削修研。 凹模加工工艺过程如下： 下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线型孔半 精加工型孔精加工淬火、回火精磨（研磨） 模架的装配： 导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱 压入动模板的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过渡配合。模架 的装配比较简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。 模具表面强化处理工艺特点及应用： 渗碳处理：渗碳处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程。 模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度， 最好是经过试模确认完全合格 后再进行渗氮处理根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线： 精密模具：备料锻造退火或回火调质半加工装配 试模渗氮研磨抛光装配 一般模具：备料粗加工调质精加工渗氮研磨装配 总装的技术要求 装配后的模具安装表面的平行误差不大于 0.05； 模具闭合后分型面应均密合； 导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致； 合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触 试模 模具在装配完成之后，在交付生产时试模，其目的是检查模具在设计制造上 是否存在缺陷，若有，则排除，对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型 工艺的确定和提高。 32 8 导向机构的设计 为了保证注射模准确合模与开模，在注射模中