精密热塑性塑料仪表表圈注射模设计-毕业设计

桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第1页 共30页引言塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。本设计为仪表表圈注射模具设计，本设计的难点在于脱模机构的设计，由于塑件尺寸巧妙，如何选择一个合理的又不至于使机构设计更趋复杂的脱模机构，以及熟悉注塑材料和注塑模设计步骤便是本设计的目的和意义所在。我国正处注塑水平提升关键期，中国正在成为全球制造业中心，塑料制品成型加工是先进制造业的重要组成部分。而注塑作为塑料制品加工最重要的成型方法之一，目前在我国已经从大规模引进国外先进设备和技术的第一阶段，发展到如何自主创新的第二个阶段。第一阶段解决的是有无的问题；而进入第二阶段，如何提高注塑制品品质，跟上世界注塑加工技术发展步伐已成为重点。解决这一问题的关键，是要加强我国注塑业的自主创新能力，重点要加强注塑机和注塑技术的自主研发。尽管国产注塑机在国内市场占主导地位，一些中小型和普通型注塑机及其模具的设计制造与国际先进水平比较接近，且出口形势良好，但国产塑机目前仍以中低档为主，特别在精密、高速、节能、环保等注射成型设备的成套技术和控制技术方面与国际先进水平还有较大的差距。我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在6个方面的问题:(1)发展不平衡，产品总体水平较低；(2)工艺装备落后，组织协调能力差；(3)大多数企业开发能力弱；(4)管理落后更甚于技术落后；(5)供需矛盾一时还难以解决；(6)体制和人才问题的解决尚待时日。文）报告用纸 第2页 共30页1 件的原材料分析塑件的原材料采用于热塑性塑料，蠕变性及耐腐蚀性都很好，使用温度为5。与其它热塑性塑料相比，在加工前进行充分的干燥和预热,不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝,而且还有助于塑料的塑化,减少制件表面色斑和云纹。下。注塑前的干燥条件是:干冬季节在7580以下,干燥23h,夏季雨水天在8090下,干燥48h,如制件要达到特别优良的光泽或制件本身复杂,干燥时间更长,达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器, 以免干燥好的但这类料斗要加强湿度监控,在生产偶然中断时,防止料的过热。注射温度 熔化过程温度升高时, 其熔融实际上降低很小, 但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围,如220250), 如果继续盲目升温,必将导致耐热性不太高的塑更困难,制件的机械性能也下降了。所以,但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机, 当生产件到一定数量时, 往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒,而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排出。究其原因,是当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上,受到长时间的高温作用时,造成降解和碳化。既然偏高温操作对有必要对料筒各段炉温进行限制。当然,不同类型和构成的柱塞式机, 炉温维持在180230 ;螺杆机, 炉温维持在160220 。特别值得提出的是,由于各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明,这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大,将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。注射压力 以在注射时采用较高的注射压力。当然并非所有小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中,浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小,塑料收缩大,与型腔表面脱离接触的机会大,制件表面雾化。压力过大,塑料与型腔表面摩擦作用强烈,容易造成粘模。注射速度 注射速度过快时,塑料易烧焦文）报告用纸 第3页 共30页或分解析出气化物,从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时, 还是要保证有足够高的注射速度,否则难以充满。模具温度 模具温度也相对较高。一般调节模温为7585 , 当生产具有较大投影面积制件时, 定模温度要求7080 , 动模温度要求5060。在注射较大的、构形复杂的、薄壁的制件时, 应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定, 在制件取出后,可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。料量控制 一般注塑机注其每次注射量仅达标准注射量的80 %。如果要提高制件质量及尺寸稳定, 表面光泽、色调的均匀, 要求注射量为标定注射量的50 %为宜。件的结构和尺寸精度表面质量分析(1)结构分析 从制品零件图（分析，该零件为精密薄壁制件，总体形状为两个壳体相配合，在外壳内侧有一个倒钩，该倒钩与内壳外侧的凸起相配合。因此模具设计时必须考虑强制脱模结构。因其用于固定检验仪表的内外圈，对同心度、尺寸精度，外形美观和粗糙度的要求都很高，尺寸虽然不多，但不属于简单件。设计时需仔细考虑零件结构。(2)尺寸精度分析 该课题写明是精密性模具，由此可知，该零件的尺寸精度较高，在设计过程中应该充分考虑到这一点，并合理选取成型部分模具材料。参照塑料模具设计表13)表面质量分析 塑件注射成型时和脱模后无变形，表面光滑，无气泡或其它缺陷，无飞边或少飞边。如果模具结构设计、制造工艺、注射成型工艺不合理，制造精度差，不但塑件会变形，还可能顶出时损坏制件，造成成型率低的后果。无飞边或少飞边的结果，要求模具有足够刚度，必要时须考虑用支承柱加强，增大合模力。塑料制件的表面粗糙度一般为 间。模具表面粗糙度要比塑件的要求高l2级。选用型腔型芯材料为经过淬火等热处理，以保证塑件的表面质量。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第4页 共30页图 件的成型工艺参数查塑料模具设计表 1到 件的成形工艺参数：缩率 预热温度 80 85 预热时间23h；料筒温度：后段150 170 中段165 180 前段180 200 喷嘴温度：170 180 模具温度：50 80 注射压力：60100型时间：注射时间2090s；保压时间05s；冷却时间20150s；总周期：50件年产量塑件的成型总周期为50150s,计算取150s。一天8小时工作制。减去每天塑件预热时间3小时，剩下5小时可以产出塑件。一年按200天工作日计算，则年产量：N=(20053600)/150=24000（件） 算塑件体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注射机及确定型腔数。使用软件画出塑件的三维图,利用软件分析功能自动计算所画零件的体积。378.5 件分析估算为：文）报告用纸 第5页 共30页该产品为资料注塑制品与注塑模具设计以：总=g）式中：塑料密度，g/ 括两方面的内容：一是要确定注射机的型号，使塑料塑件、注射模。二是调整注射机的技术参数至所需的参数点。注射机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。在选择注射机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆内间距）、容模量、顶出形式及顶出长度。根据上面所示数据，同时考虑考“部分国产注射机技术规格”表，选用型号为基本的技术参数如下： 螺杆直径：3802221308000052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：8021 （2林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第6页 共30页式中 m注射机允许的最大注射量 3其他符号意义同前。经查表得注射机允许的最大注射量为 360把数据代入上述公式得：60% 因此，所选注射机的注射量符合要求。件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。 注公 （2中 公p 注射机的最大注射压力 注p 塑件成型所需的实际注射压力 塑件为需注射压力最大为 而所选用的注射机的额定注射压力为 即： 00122 因此，注射机的注射压力符合要求。件在模具分型面上的投影面积是影响锁校力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系： 21 （2中 A注射机允许使用的最大成型面积 21A单个塑件在模具分型面上的投影面积 22A 浇注系统在模具分型面上的投影面积 2其他符号意义同前。经过对零件图的分析，以及在 ，浇注系统在模具分型面上的投影面积 22 5.2 ，注射机允许使用的最大成型面积 2130 ，把数据代入上述公式可得： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第7页 共30页因此，塑件在分型面上的投影面积符合要求。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： 21 （2中 p塑料熔体对型腔的成型压力 大小一般是注射压力的80；F注射机的额定锁模力 N ；其他符号意义同前。经过对塑件查表得，所需注射压力最大为 00 ，注射机的额定锁模力00 ，分别将数据代入上式得： 500%因为该结构还有弹簧弹力的存在，故注射机额定锁模力应该大于系统在分型面上的投影面积之和的乘积与弹簧弹力之合。弹簧要把型芯和塑件一起先弹出一段距离，此时需要克服摩擦阻力，其计算方法类似于脱模力的计算： ( p （2中 塑料对钢的摩擦系数，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，模内冷却的塑件07=0-2 =0.2,p=1107=074N=推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，所以在这里所算出的弹簧力只能是个近似值。将阻力放大到2上所述，由于 因此，塑件的锁模力符合要求。3 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、浇注系统、模具工作零件的结构设计、推出机构的设计以及冷却水道的设计等内容。如下一一作具体说明。文）报告用纸 第8页 型面的选择分开模具能取出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分离面或称分模面，注射模只有一个分型面。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处 当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，否则塑件无法从型腔中脱出；(2)确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推出机构动作，否则在定模内设置推出机构往往会增加模具整体的复杂性；(3)保证塑件的精度要求 与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具型腔内。如果塑件上精度要求较高的成型表而被分型面分割，就有可能由于合模精度的影响引起形状和尺寸上不允许的偏差，塑件因达不到所需的精度要求而造成废品；(4)满足塑件的外观质量要求 选择分型面时应避免对塑件的外观质量产生不利的影响，同时需考虑分型面处所产生的飞边是否容易修整清除，当然，在可能的情况下，应避免分型面处产生飞边。(5)便于模具加工制造 为了便于模具加工制造，应尽量选择平直分型面或易于加工的分型面；(6)对成型面积的影响 注射机一般都规定其相应模具所允许使用的最大成型面积及额定锁模力，注射成型过程中，当塑件(包括浇注系统)在合模分型面上的投影面积超过允许的最大成型面积时，将会出现涨模溢料现象，这时注射成型所需的合模力也会超过额定锁模力，因此为了可靠地锁模以避免涨模溢料现象的发生，选择分型面时应尽量减少塑件(型腔)在合模分型面上的投影面积；(7)对排气效果 分型面应尽量与型腔充填时塑料熔体的料流末端所在的型腔内壁表面重合；(8)对侧向抽芯的影响 当塑件需侧向抽芯时，为保证侧向型芯的放置容易及抽芯机构的动作顺利，选定分型面时，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向，并尽量把侧向抽芯机构设置在动模一侧。模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应该根据分型面选择原桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第9页 共30页则和塑件的成型要求来选择分型面。该模具共生产两个结构类似的零件，经各方面情况考虑分型面可以设置如下： 图 注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机咬嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道浇注系统两大类。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件以及最佳的成型效率有直接影响。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。普通流道浇注系统从总体来看，其作用可概述如下：将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出。在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。浇注系统设计是否合适不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设汁的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：(1)考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。(2)避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。(3)一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。(4)进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。(5)流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。喷嘴在一轴线上，料流方向不改变。由于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 ，锥角 =2 4粗糙度半径略大于喷嘴头半经。主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。衬套大端高出定模端面510与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第10页 共30页根据选定的注射机喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径嘴球面直径据模具主流道与喷嘴R=12）主流道球面半径为端直径d=5了便于将凝料从主流道中中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为3o，为了使溶料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=5 分流道设计分流道指塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热量在分流道中损失小。分流道的截面形式：（1） 图形断面：比表面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，直径510）梯形：加工较方便，其中h/D=2/34/5边斜度515（3）工方便，h/R=5/4（4）半圆形：效率比圆形要差一点，但加工起来比圆形截面要简单。h/R=种注射速度及分流道的长度而定。 一般分流道直径在56流动性影响较大，当直经大于8流动性影响较小。多腔模中，分流道的排布：（1）平衡式和非平衡式：平衡式：分流道的形状尺寸一致。非平衡式：靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。（2）分流道不能太细长，太细长，温度，压力加大会使离主流道较远的型腔难以充满。（3）一般需要多次修复，调理达到平衡。（4）即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。（5）非平衡式分布，分流道长度短 。（6）如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。（7）分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。分流道的形状及其尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状简单，熔料填充型腔比较容易根据型腔的排列方式可取分流道长度20流道截面设计成半圆形圆形截面，加工较容易，且热量损文）报告用纸 第11页 共30页失与压力损失均不大。根据经验分流道直径可取4于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇注系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。浇口可分限制性浇口和非限制性浇口两种。浇口的作用可以概述为，非限制性浇口起着引料、进料的作用，限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的理料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速而均衡地充满型腔， 另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。根据任务的要求塑件注射成型时和脱模后无变形，表面光滑，无气泡或其它缺陷，无飞边或少飞边外表面光滑且表面不留痕迹，所以符合这样要求的浇口有点浇口和潜伏浇口。点浇口又称针点式浇口、橄榄形浇口或菱形浇口，其尺寸很小。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增加，利于填充，因而对于薄壁塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等表现粘度随剪切速率变化而敏感改变的塑料成型有利，但不利于成型流动性差及热敏性塑料，也不利于成型平簿易变形及形状复杂的塑件。采用点浇口成型塑件，去除浇口后残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也利于自动化操作，但压力损失大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面，以便浇凝料脱模。潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口演变而来。这类浇口的分流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处，塑料熔体通过型腔侧面料向注入型腔，因而塑件外表不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表而质量及美观效果。浇口采用圆形截面，可参考点浇口尺寸设计，锥角取100推出塑件时，由于浇口及分流道成一定斜向角度与型腔相连，形成了能切断浇口的刃口，这一刃口所形成的剪切力可以将浇口自动切断。综合上述和设计方案，选用潜伏浇口。根据经验值，=450600桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第12页 共30页锥角在100=料穴和拉料杆的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，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道对面的动模板上(也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l15倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。端部为最常用的一种形式，开模时主流道凝料被拉料杆拉出，时还具有在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模的功能。本模具中的冷料穴和拉料杆的具体位置和形状见装配图中所示。气方式的选择（1）排气槽的作用排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。（2）排气方式模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证：排气槽在排气的同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长612外,排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统文）报告用纸 第13页 共30页的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，其宽度应等于分流道的宽度，高度视材料而异。根据该制件的结构特性和工艺特性，本塑件塑件属精密性塑件，为保证塑件的表面质量，故开两个排气槽，位置都沿着气体流动的方向设置，这样更利于气体的排出。且开设在塑料流程最长的位置，保证气体尽可能完全的排除。为提高排气的效率，排气槽宽度取大些，为12型腔20毫米远处洗下深1毫米，既可以减小接触面积，增大锁模力，利于清料，且利于气体的排除。这样既保证塑料不会溢出，又能提高排气的效率。总之，适当地开设排气槽，可以大大降低注射压力、注射时间、保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。其结构不同，可分为整体式和组合式两类。整体式凹模由整块材料加工而成。它的特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困难，热处理不方便，整体式凹模常用在形状简单的中、小型模具上。组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。组合式凹模按组合方式的不同，可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、底部镶拼式、侧壁镶拼式和四壁拼合式等形式。综上所述，采用组合式凹模，简化了复杂凹模的加工工艺，减少了热处理变形，拼合处有间隙利于排气，便于模具维修，节省了贵重的模具钢。为了保证组合式型腔尺寸桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第14页 共30页精度和装配的牢固，减少塑件上的镶拼痕迹，对于镶块的尺寸、形状位置公差要求较高，组合结构必须牢靠，镶块的机械加工工艺性要好。因此，选择合理的组合镶拼结构是非常重要的。要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的几何形状和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在设计模具时，根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的因素相当复杂，这些影响因素是作为确定成型零件工作尺寸的依据。在设计时，考虑塑件收缩率的影响，但是确定准确的收缩率是很困难的，因为所选取的计算收缩率和实际收缩率有差异，因此只能估计其收缩率；模具成型零件的制造误差影响，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4，或取级作为模具制造公差；模具成型零件的磨损影响，脱模时塑件对成型零件的摩擦磨损是主要的，为简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型零件表面，可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面应考虑磨损。（1）型腔的内径尺寸的计算塑件的基尺寸 最大尺寸，其公差为负偏差，如果塑件上原有的公差的标注与此不符，应按此规定转换为单向负偏差，因此，塑件的平均径向尺寸为 2/模具型腔的基本尺寸 最小尺寸，公差值为正偏差，型腔的平均尺寸则为 2/ 。型腔的平均磨损量为 2/c ，考虑平均收缩率后，则可用如下等式计算： zz 00 3中 模具型腔的基本尺寸；塑件的基本尺寸；s 模具成型零件制造公差；s塑料的平均收缩率；塑件尺寸公差。外壳尺寸： =壳顶管厚度： =壳尺寸：桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第15页 共30页 =壳顶管厚度： =2）型腔的深度尺寸的计算在型腔深度和型芯高度尺寸计算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可不考虑磨损量，由此可以推出： zz 00 1 （3两式中修正系数 3/12/1x ，当塑件尺寸大、精度要求低时取小值；反之取大值。把各数据代入上式得，内壳型腔深度尺寸： = =壳型腔深度尺寸： = =3）型芯的外径尺寸的计算塑件孔的径向基本尺寸 最小尺寸，其公差为正偏差，型芯的基本尺寸 最大尺寸，制造公差为负偏差，经过与上面型腔径向尺寸相类似的推导，可得： 00 zz sM （3各数据代入上式得，外壳型芯径向尺寸： 0 = 0 =壳型芯径向尺寸： 0 = 0 =了塑件脱模方便，型腔或型芯的侧壁都应设计有脱模斜度，当脱模斜度值不包括在塑件公差范围内时，塑件外形的尺寸只保证大端，塑件内腔的尺寸只保征小端。这时计算型腔尺寸以大端尺寸为基准，另一端按脱模斜度相应减小；计算型心尺寸以小锻尺桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第16页 共30页寸为基准，另一端按脱模相应增大，这样便于修模时有余量。（4）型芯的高度尺寸的计算经过与上面型腔深度尺寸相类似的推导，可得： zz 00 1 （3壳尺寸： 0 = 0 = 0 =壳尺寸： 0 =模具型腔侧壁和底板厚度的选择塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度。如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破环，也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸幅度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。（1）型腔侧壁厚度计算由于该型腔的结构为镶拼组合式，其型腔壁厚可根据经验数值查表得到。该产品的镶拼组合类型为圆形，凹模壁厚为5于镶拼件的形状为圆形，为了方便即装配加工，取镶拼件的整体尺寸为毫米。模套壁厚10体壁厚应根据模具的具体布置来选择，设计好的壁厚远大于该值，强度符合条件。（2）底板厚度的计算由于成型型腔的底板和整块镶拼件是一体的，所以底板厚度的计算按整体式矩形型腔底板厚度的计算原则来计算。按刚度条件计算桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第17页 共30页整体式矩形型腔底板可视为周边固定的圆板，在型腔内熔体压力作用下，最大挠度亦产生在底板中心，应使最大挠度小于或等于许用挠度，则有： （3按强度条件计算在熔体压力作用下，型腔底板最大应力产生在底板周界，应使最大应力小于或等于许用应力，则有： 122 2 1 （3中 E模具材料的弹性模量（05型腔压力，一般取2545 模具材料的需用应力（里取 160 刚度条件，即允许变形量（里取 2矩形型腔的宽度；由底板短边和长边之比决定的系数；这里取由底板短边和长边之比决定的系数；这里取20060据公式（3（3别计算后取大值。同时确定动、定模板的厚度。定模板的厚度取24位塑件两侧是对称的，所以取动模板的厚度也为24此塑件制品中，型腔形状为圆形型腔，圆形型腔是指模具型腔横截面呈圆形的结构根据圆形型腔底壁厚的经验数据，可选择动、模导向机构设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。向机构的作用是定位作用，导向作用，并且承受一定的侧向压力。模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，便于装配和调整。使动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承 41 23 C p Lh s E 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第18页 共30页受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。1）导柱结构和技术要求长度。导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。形状。导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利地进入导向孔。材料。导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢经渗碳淬火处理或10钢经淬火处理，硬度为5055柱固定部分表面祖糙度m导柱导向部分表面粗糙度m数量及布置。导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。在本模具的设计中，导柱设置在动模一侧。配合精度。导柱固定端与模板之间一般采用H7/柱的导向部分通常采用H7/2）导套结构和技术要求形状。为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。材料。导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一般应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 固定形式及配合精度。型导套用H7/型导套用H7/文）报告用纸 第19页 出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出（顶出）机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。）推出机构的组成推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构中，凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔或型芯的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。（2）推出机构的设计原则1、推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，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注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2、保证塑件不因推出而变形损环 为了保证塑件在推出过程中不变形、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，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件：受力均匀、不变形、不损坏。3、机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、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，确保塑件顺利地脱模。4、良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5、合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构，多元综合推出机构，强制脱出机构等等，这类推出机构最常见而且应用也最广泛。（1）推杆推出机构 由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中以圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第20页 共30页死现象等优点，损坏后还便于更换。（2）推管推出机构 对于中心有孔的圆形套类塑件，通常使用推管推