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塑料模具毕业设计 1 南 昌 工 程 学 院 毕毕 业业 设设 计计 (论论 文文) 机械与电气工程学院07 模具设计与制造 专业专业 毕业设计毕业设计（论文论文）题目题目对接型销双向斜抽芯椎杆内抽芯灯罩注塑模设计 学生姓名学生姓名胡运 班班级级07 模具(3) 班 学学号号2007010904 指导教师指导教师刘国亮 完成日期2010年6 月 16 日 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 2 南南 昌昌 工工 程程 学学 院院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 I I、毕业设计、毕业设计( (论文论文) )题目：题目： 对接型销双向斜抽芯椎杆内抽芯芯灯罩注塑模设计 IIII、毕业、毕业设计设计( (论文论文) )使用的原始资料使用的原始资料( (数据数据) )及设计技术要求：及设计技术要求： 见见先进注塑模 330 例设计评注 IIIIII、 毕 业、 毕 业 设计设计( (论文论文) )工作内容及完成时间：工作内容及完成时间： 1.1. 绘制产品的三维与二维图，并分析其成型工艺性。绘制产品的三维与二维图，并分析其成型工艺性。 2.2. 制品的基本参数的计算及注塑机的选用。制品的基本参数的计算及注塑机的选用。 3.3. 模具类型及结构的确定。模具类型及结构的确定。 4.4. 模具结构草图的绘制。模具结构草图的绘制。 5.5. 模具和成型机械关系的校核。模具和成型机械关系的校核。 6 6模具零件的设计计算。模具零件的设计计算。 7.7. 绘制模具的装配图（包括三维与二维绘制模具的装配图（包括三维与二维） 。 8.8. 绘制模具零件图（包括三维与二维绘制模具零件图（包括三维与二维） 。 9.9. 编写设计论文。编写设计论文。 主主要参考资料：要参考资料： 1.1. 模具设计手册模具设计手册 塑料模具毕业设计 3 2 2模具相关书籍模具相关书籍 3.3. 机械制图机械制图 机械与电气学院机械与电气学院07 模具设计与制造专业专业03 班 学生：学生： 胡运 日期：日期：自自 2010 年年 04 月月 13 日至日至 2010 年年 06 月月 19日日 指导教师：指导教师：刘国亮刘国亮 助理指导教师助理指导教师( (并指出所负责的部分并指出所负责的部分) )： 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 4 教研室主任：教研室主任： 附注附注: :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 塑料模具毕业设计 5 零件图：零件图： 说明： 生产批量：中批量生产 料的精度等级：低精度。 摘摘要要 注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状 复杂的精密塑件。本课题就是将塑料圆盖作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述 塑料注射模具的设计过程。 通过对塑料圆盖成型工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。模具中决定塑件几 何形状和尺寸的零部件称为成型零件，包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导 柱、滑块等的设计与加工工艺过程。成型零部件在工作时直接与塑料接触，在一定的温度下承受 熔体的高温和高压，因此必须要有合理的结构、较高的强度和刚度、较好的耐磨性、正确的几何 形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇 注系统以及其它结构的设计过程。 设计成型零部件时，应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体布局，选 择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统、排溢系统等，然后根据加工工艺和装配工艺的要求进 行成型零部件的结构设计，计算成型零部件的工作尺寸，对关键的成型零部件进行强度和刚度校 核。 关键词：塑料模具；注射成型；模具设计； 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 6 AbstractAbstract Injection molding is an important method of plastic molding, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. The issue is the plastic dome as the design model, will injection mold-related knowledge as a basis to explain the process of plastic injection mold design. Plastic dome on the right molding process analysis, design of a cavity of a mold of a plastic mold. Plastic Mould decided to geometric shape and size of the parts as molded parts, including the former template, before the mold, after the template, after the mold, after the mold inserts, Bevel Pillar, slider, etc. Design and Manufacture of process . Molding parts with plastic in direct contact with the work, at a certain temperature to withstand high temperature and high pressure melt, it must have a reasonable structure, high strength and rigidity, good wear resistance, the correct geometry , high dimensional accuracy and low surface roughness. Important part of the process parameter selection and count the bodies and the gating system and other structural design process. Design molding parts should be under the plastic properties of the structure and use of plastic parts required to determine the overall layout of the cavity, select sub-surface to determine the stripping method, designed gating system, overflow systems, scheduling, and then processing and assembly process requirements of forming components structural design, calculation of the work of forming parts size, the shape of key parts for Strength and Rigidity. Keywords: plastic mold; injection molding; mold design. 塑料模具毕业设计 7 目录目录 摘摘 要要5 AbstractAbstract6 绪绪 论论9 第一章第一章塑料的工艺性分析塑料的工艺性分析 1.1、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的注塑工艺10 1.2、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的化学和物理特性12 第二章第二章塑料成型工艺与成型塑件的工艺塑料成型工艺与成型塑件的工艺 2.1、塑件的成型技术13 2.2、塑件成型工艺要点14 2.3、塑件成型制件的工艺性14 第三章第三章型腔布局与分型面设计型腔布局与分型面设计 3.1、型腔数目的确定16 3.2、分型面的设计16 第四章第四章浇注系统设计与排气系统的设计浇注系统设计与排气系统的设计 4.1、流道（浇注系统）设计 18 4.2、浇口的设计19 4.3、排气的设计23 第五章第五章成型零件的设计成型零件的设计 5.1、成型零件的结构设计24 5.2、成型零件工作尺寸计算25 第六章第六章制品的基本参数计算及注射成型机的选择制品的基本参数计算及注射成型机的选择 6.1、制品的基本参数计算30 6.2、注射成型机的选择31 第七章第七章标准模架的选择与注射机有关工艺参数的较核标准模架的选择与注射机有关工艺参数的较核 7.1、标准模架的选择32 7.2、注射机有关工艺参数的较核32 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 8 第八章第八章合模导向机构的设计合模导向机构的设计 8.1 导柱导向机构设计要点35 第九章第九章脱模机构的设计脱模机构的设计 9.1、副型芯、复位杆及顶针的工作原理37 9.2、浇注系统凝料脱模机构38 第十章第十章冷却系统的设计冷却系统的设计 39 10.1 冷却系统的设计39 致谢致谢 42 参考文献43 塑料模具毕业设计 9 绪绪论论 一、模具发展的前景一、模具发展的前景 改革开放使中国成了世界加工厂，中国的制造业也突飞猛进，尤其是珠三角和长三角地区。 中国的模具行业产值也跻身于世界的第三位。但中国模具行业的质量并不是世界上最好的，目前 还赶不上德国和日本。但我们相信，中国不会因此而停顿，中国模具的发展，不仅仅是要量上考 虑，更应该要从质上考虑，中国模具行业大有发展的空间。 很多人对模具不了解， 什么是模具？模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种 生产工具。也就是通常人们说的模子，比如电视机、电话机的外壳、塑料 桶等商品，是把塑料加 热软化注进模具冷却成型生产出来的。蒸饭锅也是由金属平板用模具压成这样的形状。任何商品 都是用模具制造出来的。可以说没有模具就没有产品的生产。那么模具又是怎样做出来的呢？首 先它由模具设计人员根据产品（零件）的使用要求，把模具结构用计算机设计软件设计出来，绘 出图纸，再由技术 工人按图纸要求通过各种机械的加工（如车床、刨床、铣床、磨床、电火花、 线切割）做好模具上的每个零件，然后组装调试，直到能生产出合格的的产品，所以模 具工需要 掌握很高很全面的知识和技能，模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高。工厂效 益好。正因如此，模具师傅在外打工的工资都非常的高。少则每月几千元，多则上万元，所以学 好模具的设计和制造，前途一片光明。但必须下苦功哟！模具行业被称之为“永不衰退的行业” 。 二二、注射成型原理注射成型原理 注射模又称注塑模，注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将颗粒或粉状 的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺秆的推动下，以一 定的流速通过料筒前端的喷嘴或模具的浇注系统注射入闭合的模具行腔中，经过一定时间后，塑 料在模内硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。注射模主要用于热塑性塑料的成型。 注射成型原理：首先注射机的合模机构带动模具的活动部分从左向右移动，最终与模具的固定部 分闭合，然后注射机的柱塞（螺杆）将由料斗中落入料筒里的粒料或粉料向前推进，与此同时， 料筒中已经熔融成黏流态的塑料，在柱塞（螺杆）的高度和高压的推动下，通过料筒前端的喷嘴 和模具浇注系统以较高的速度注入已经闭合的模具型腔中，充满型腔的通体在受压情况下，经冷 却固化而保持型腔所赋予的形状。最后，柱塞（螺杆）复位，料斗中的料又落入料筒，注射机的 合模机构带动模具的动模部分向左运动而打开模具，模具的推出机构将塑件推出模具，至此完成 一个成型周期，如此周而复始的进行注射成型。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 10 第一章 塑料的工艺性分析 1.11.1 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯的注塑工艺苯乙烯的注塑工艺 表一、 ABS 主要技术参数指标 表二、成型塑料注塑成型工艺参数 塑料模具毕业设计 11 预处理：如果储存适当则不需要干燥处理；否则 预热和干燥：温度（C）8095 时间 (h)23 熔化温度：220275，注意不要超过 275。 模具设备注射类型:螺杆式 螺杆转速:30-60(r.min -1) 喷嘴形式:直通式 温度：料筒温度:一区:140-160二区:170-180三区:180-200 喷嘴温度:170-180 模具温度:50-60，建议使用 55。结晶程度主要由模具温度决定。 压力:注射60- 100Mpa 保压30-40 Mpa 成型时间:注射时间0s-5s 高压时间15s-40s 冷却时间15s-30s 总周期40s-90s 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 12 1.21.2丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯苯乙烯的化学和物理特性的化学和物理特性 ABS 是由丙稀腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性是 ABS 具有良好的综 合力学性能。丙稀腈是 ABS 有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯是 ABS 坚韧，苯乙烯使它有 良好的加工性能和染色性能。 ABS 无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为 1.021.05g/cm 3 。ABS 有 极好的抗冲击强度，而且在低温下也不迅速下降。ABS 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒 性、耐油性、耐水性化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 ABS 几乎无影响，但在酮、 醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。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。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS 有一定的硬度 和尺寸稳定性，易成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS 的缺点是耐热性不高，连续工作温 度为 70C 左右，热变形温度为 93C 左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 根据 ABS 中三种组分之间的比例不同，其性能也有差异，从而适应各种不同的应用要。根据 应用要求不同，ABS 可以分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型、和耐热型等。 特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与 372 有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3 、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预 热干燥 80-90 度,3 小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270 度).对精度较高的塑 件,模温宜取 50-60 度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度. 3 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位 等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致 模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置 塑料模具毕业设计 13 第二章塑料的成型工艺与塑料成型制件的工艺 2.1、塑料的成型、塑料的成型技术技术 注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料的主要成型方法之一。 一、一、 成型原理成型原理 注射成型采用的设备是注射机，按外形特征可分为卧式、立式和直角式注塑机。注塑机主 要有料斗、料筒、加热器、喷嘴、注塑模具和螺杆（或柱塞）构成。塑性成型时，将颗粒状或 粉状塑料原料倒入料斗内， ，在重力和螺杆（或柱塞）推送下，原料进入料筒，在料筒内原料 被加热至粘流态，然后利用注射机中螺杆（或柱塞）的运动，将熔融物料以高压高速经喷嘴注 射到塑料成型模具的型腔内，经一定时间冷却硬化后，开启模具，取出制品。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 14 图 1.1注塑成型原理图 注射成型过程： 加料塑化注射保压冷却脱模 二、成型特点二、成型特点 能一次成型出外形复杂、尺寸精确的制品，不需进一步加工； 成型周期短，一般之间只需 几十秒即可完成；生产效率高，便于实现自动化、半自动化生产； 2.2 塑料成型工艺要点塑料成型工艺要点 一、温度的控制主要是控制料筒温度、喷嘴温度和模具温度。一、温度的控制主要是控制料筒温度、喷嘴温度和模具温度。 料同温度应严格控制在要求的范围内保证物料充分塑化，获得一定的流动性而又不分解； 喷嘴处的温度稍低于料筒的最高温度，减少熔融物料在喷嘴处流散，又可防止冷凝物料堵塞喷 嘴；模具温度影响冷却速度和结晶度，模具温度高，冷却速度慢，利于充分结晶，硬度大、刚 性好、耐磨性好。 二、压力二、压力 注射成型的压力分为塑化压力和注射压力。 塑化压力是物料塑化过程中所需要的压力，合理的塑化压力可获得较高的塑化效率； 注射压力是指在注射成型时，螺杆或柱塞头部对物料所施加的压力。合理的注射压力可保 证熔融物料克服流动阻力，充满模膛；适当的保压时间是保证制品几何尺寸和性能的重要因素。 三、成型周期三、成型周期 指完成一次注射成型过程所需要的时间。包括注射时间、保压时间、冷却时间和起模时间。 2.32.3、塑料成型制件的工艺、塑料成型制件的工艺 一、影响塑件尺寸精度的因素一、影响塑件尺寸精度的因素 塑件的尺寸精度是受各方面因素影响的， 而其主要因素是材料收缩及模具的制造误差。 影 响塑件尺寸精度的因素有如下几个方面： 1） 、成型材料 塑料本身收缩范围较大，原料含水分及挥发物、原料的配制工艺、批量大小、保存方法和 塑料模具毕业设计 15 保存时间等不同，都会造成收缩不稳定。 2） 、成型条件 成型时所确定的温度、压力、时间等成形条件，都直接影响成形收缩。 3） 、塑件形状 塑件的壁厚、几何形状影响成形收缩，脱模斜度大小直接影响尺寸精度。 4） 、模具结构 （a）进料口尺寸进料口大时收缩小，进料口小时收缩大。 （b）料流方向与料流方向平行的尺寸收缩大，与料流方向垂直的尺寸收缩小。 （c）分型面的选择决定飞边产生的位置，飞边使其垂直于分型面的尺寸产生误差。 （d）模具的型芯、推杆等滑动部分的固定方法及模具的拼合方式、加工方法都直接影响 塑件尺寸精度。 （e）模具磨损使用过程中模具成型零件的磨损也影响塑件产生误差。 5)、制造误差 模具制造误差完全而直接的反映在塑件上。 6)、成型后的条件 （a）测量误差主要由于测量工具、测量方法、测量时的温度及测量时的条件不稳定造 成。 （b）成型后的存放条件塑件成形后如果存放不当，可以使塑件产生弯曲、扭曲等变形 现象，存放和使用时的温度和湿度对塑件精度也有影响。 题中没有公差值且塑料的精度等级为底精度,查表(SJ1372-78)聚苯乙烯底精度取 MT5。 二、塑件的表面质量二、塑件的表面质量 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、 模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。 模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低 1-2 级。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 16 第三章型腔布局与分型面设计 3.13.1、型腔数目的确定、型腔数目的确定 型腔数目的确定，应根据塑料制件的批量、交货周期、质量控制要求、成型的塑料品种与塑 件的形状尺寸、塑料制件的成本及所选用的注射机的技术规范等条件综合考虑。 大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过 4 个，生产中如果交 货允许，此处生产批量为中批量生产，综合考虑生产批量，模具成本的因素，故采用一模一腔。 3.23.2、分型面的设计、分型面的设计 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能 够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。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具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中的一个 关键。 分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，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，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基本原则： a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处； b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边； c) 保证塑件的精度要求； d) 满足塑件的外观质量要求； e) 便于模具加工制造； f) 对成型面积的影响； g) 对排气效果的影响； h) 对侧向抽芯的影响； i) 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差异。 塑料模具毕业设计 17 综合以上因素本设计采用双分型面分型，点浇口进浇。 A-A 为第一分型面，分型后浇注系统凝料由此脱出。 B-B 为第二分型面，分型后塑件由此手动脱出。 图 3.1分型面示意图 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 18 第四章浇注系统与排气系统的设计 4.14.1、流道（浇注系统）设计、流道（浇注系统）设计 注射模的浇注系统就是模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。它的作用是将熔体平稳 地引入模具型腔，并在填充过程中将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密，外形清晰、 表面光洁和尺寸稳定的塑件。直接关系着注射成型的效率和质量。 故在设计时应遵循以下原则： （1）、必须了解塑料的工艺物性。 （2）、排气良好。 （3）、防止型芯和塑件变形。 （4）、减少熔体流程及塑料耗量。 （5）、修整方便，并保整塑件的外观质量。 （6）、要求热量与压力损失小。 本设计流道如图示： 图 4.1 流道示意图 4.24.2 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，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部 分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。 一、浇口的选用一、浇口的选用 它是流道系统和型腔之间的通道,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 塑料模具毕业设计 19 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 流道输送来的塑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，可是多型腔同时 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。我们根据塑件的壁厚和材料（聚苯乙烯）等条件选择了点浇口， 其特点是浇口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，利于充型等。 它常用于成型中、 小型塑料件的一模多腔的模具中， 也可用于单型腔模具或表面不允许有较大 痕迹的塑件。 二、浇口位置的选用二、浇口位置的选用 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采 用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高 质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表， 一定要认真考虑浇口位置的选择，如图（4.3）所示。 通常要考虑以下几项原则： a） 尽量缩短流动距离，以减小压力、热量的损失，提高材料的利用率，是熔体迅速，均匀同模； b）避免高压熔体对小型芯或小嵌件产生横向冲击、挤压，防止小型芯变形、偏心或小嵌件移位； c）尽量使去除浇口后的残留痕迹不影响塑件的使用要求； d） 应有利于型腔中气体排出； e） 考虑分子定向对塑件的影响； f） 避免产生喷射和蠕动； g） 浇口处避免弯曲和受冲击载荷； h） 注意对外观质量的影响； i)尽量避免损坏塑件的外观质量； j)必须尽量减少或避免熔接痕； K)浇口应开设在塑件壁厚最大处； 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 20 在本次设计中我们使用 moldflow 软件对塑件进行了模流分析，分析了产品的最佳浇口位置， 引起变形的变形因素等。其中最佳浇口位置的分析结果如下： 图 4.2moldflow 最佳浇口位置分析示意图 图 4.3 浇口位置示意图 塑料模具毕业设计 21 三、浇注系统的平衡三、浇注系统的平衡 对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得 到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分 流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节 浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。 对塑件进行填充分析和变形分析，分析结果如图示： 图 4.4塑件的填充分析 由 moldflow 填充分析结果显示，塑件充模时间为 2.165s，未出现充填不足等现象。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 22 图 4.5塑件的所有因素引起的变形 图 4.6塑件的收缩引起的变形 塑料模具毕业设计 23 对比图 4.5、图 4.6 可知，塑件的主要变形因素是收缩引起的，而浇口位置等其它因素的影响可 忽略。 由 moldflow 对塑件的各项分析显示，可知浇注系统的平衡性是合理的。 4.34.3排气的设计排气的设计 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。 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。其设计往往主要靠 实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们考虑到型芯较多，故采用模具零部件的配合间 隙及分型面实现自然排气的目的。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 24 第五章成型零件的设计 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，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，应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。 5.15.1、成型零件的结构设计、成型零件的结构设计 一、结构设计一、结构设计 该塑件的突出特点是塑件倾斜凸起上有直径为 12mm 的斜通孔，内壁一侧上有内凹。若按常规 设计，对斜通孔抽芯需采用二级传动斜抽芯机构；对内壁上的凹槽，一般采用内缩式斜滑块实现 成型和抽芯，模具结构复杂，体积较大。因此，本设计采用了对接型销双向抽芯注塑模，既满足 了制品的成型和抽芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯机构，大大简化了模具结构，脱模可靠， 成型塑件质量好。 模具型芯由主型芯和副型芯 4 组合而成，以便于塑件内侧壁深 4mm 的凹槽抽芯。而斜通孔则 采用型销 1 和型销 2 对接，双向分型斜抽芯来成型。加工型销 1 和型销 2 时，先将两者作为整体 加工，然后用电火花线切割切成两个型销，满足了两型销的同轴度要求。 塑料模具毕业设计 25 图 5.1 成型零件 5.25.2、成型零件工作尺寸计算、成型零件工作尺寸计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸， 其直接对应塑件的 形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计 算简便，规定： 塑件的公差塑件的公差 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“-” ，制品叫做腔尺寸公差取正值 “+” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸 公差按对称分布原则计算，即取如下。 聚苯乙烯 PS,中批量生产,底精度要求.查 P54 表 3-5 选五级精度. 再查比表 3-4 可得:132- 0 0.76,45- 0 0.40 ,40- 0 0.36,39.8- 0 0.36,26- 0 0.32,20- 0 0.28,13- 0 0.22,4- 0 0.18, 3- 0 0.16,12 0.22 0 ,8 0.20 0, 4 0.18 00 模具制造公差模具制造公差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的 1/31/4，即z1=0.15,z2= 0.13,z3=0.09 z=0.04.型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”. 模具的磨损量模具的磨损量 实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的 1/6，对于大型塑件则取 1/6 以下。另外对于型腔底面（或型芯端面） ，因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。 塑件的收缩率塑件的收缩率 塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。 改性 ps收缩率 0.4%-0.7% S=1/2（Smax+Smin）=(0.4+0.7)/2*100%=0.0055 模具在分型面上的合模间隙模具在分型面上的合模间隙 由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般 当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是 0.020.1mm。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 26 a、外型尺寸如图所示（mm） 图 5.3零件图 1.型腔和型芯的径向尺寸 （1）型腔径向尺寸 根据公式 ：（LM）0 +z =(1+S)Ls-（1/23/4）0 +z (LM)0 +z=(1+0.0055)*132-0.5*0.75 0 +z = 132.726-0.38 0 +z =132.346 0 +0.15 校核： （Smax-Smin）Ls+&z+&c=S=H1+H2+510mm 式中H1推出距离（脱模距离） （mm） ； H2包括浇注袭用凝料在内的塑件高度（mm） 。 （2）对于双分型面注射模 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 34 S=H1+H2+a+510mm 式中 a取出浇注系统凝料必须的长度（mm） 我们选的注射机为 XS-ZY-125 符合上述情况，最大开模行程 300 mm，按双分型面校核： 开模取出塑件所需距离：35.5+37+50+10=132.5 mmS 开模行程满足要求。 塑料模具毕业设计 35 第八章合模导向机构的设计 8.18.1 导柱导向机构设计要点：导柱导向机构设计要点： 小型模具一般只设置两根导柱，当其无合模方位要求，采用等径且对称布置的方法，若有合 模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具常设置三个或 四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。 直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型 模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机构的导向中。 导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离一般取导 柱固定端的直径的 11.5 倍；其设置位置可参见标准模架系列。 导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件 板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱。 为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个 面，或在导套的孔口倒角， 导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出 68mm，以确保其导向作用。 应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚 至损坏导向零件。 导柱工作部分的配合精度采用 H7/f7（低精度时可采用 H8/f8 或 H9/f9） ；导柱固定部分的配 合精度采用 H7/k6（或 H7/m6） 。导套与安装之间一般用 H7/m6 的过渡配合，再用侧向螺钉防止其 被拔出。 对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向 孔应做志通孔；如果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱 身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来 取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。 （1） 、两种导柱的结构 带头导柱如下图所示： 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 36 图 8.1 （2） 、导套的结构 带头导套如下图所示： 图 8.2 塑料模具毕业设计 37 第九章脱模机构的设计 9.19.1、副型芯、复位杆及顶针的工作原理、副型芯、复位杆及顶针的工作原理 在设计顶出系统时应遵守下列原则: (1)、为使制品不致因顶出产生变形、破裂、穿孔等, 推力点应作用在制品能承受力最大的部 位，即刚性好的部位、如筋部、突缘、壳体形制品的壁缘等处. (2)、 为避免顶出痕迹影响制品外观、 顶出装置应设在制品的隐蔽面或非装饰表面.对于透明 制品尤其要注意顶出位置及顶出形式的选择. (3)頂出行程一般在制品脫離模具 510mm對于簡單大型的制品可頂出行程是制品深 度的 2/3。 (4)回位杆(RP) ：在頂杆頂出制品后其頂端會高出模穴許多避免在下次合模前撞壞模 仁必須有保護機構所以設置回位杆(RP)也可設置拉回機構和彈簧助其復位。 (5)頂杆端面一般會低或高于模穴面 0.050.1mm。是高或是低由要與產發人員協商。 下图副型芯及顶针工作原理图： 图 9.1 合模注射状态 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 38 图 9.2副型芯、复位杆及顶针推芯推出状态 图 9.3 副型芯 塑料模具毕业设计 39 9.29.2浇注系统凝料脱模机构浇注系统凝料脱模机构 流道凝料的脱模方式，这里采用三板式模具。点浇口时料的浇注系统能够利用开模动作实现 塑件与流道凝料的自动分离，该塑件脱出型腔之后留在动模具上，故开模结束后，注射机的推出 机构推板、推杆、和副型芯将塑件推离主型芯，然后从副型芯上取下塑件。 南昌工程学院本(专)科毕业设计(论文) 40 第十章冷却系统的设计 10.110.1 冷却系统的设计冷却系统的设计 在注射成型的过程中，模具温度之间影响到了塑料的冲模和塑料件的定型，也就直接影响到 注射周期和塑料件的质量，因此，必须对模具进行有效冷却，使其温度保持在一定的范围内，如 果模具温度过高，就会造成溢料，脱模困难，注口料粘模，特别是在模具单边温度过高的情况下，