【毕业设计论文】模具-冰箱调温按钮塑模设计-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计（论文） 设计（论文）题 目 冰箱调温按钮塑模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘要 进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、 型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品 的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目 的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的 机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的 可行性和经济性 关 键 词 ： 浇注系统， 分型面， 型腔，设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目录 一、 产品介绍 （1 ） 二、 产品材料的选择与配方设计 （1 ） 三、 工艺参数的确定 ( 3 ) 四、 设备的选择 ( 4 ) 五、模具设计 ( 5 ) 5 . 1 、选择制品的分面 ( 5 ) 5 . 2 、型腔布置 ( 5 ) 5 . 3 、浇注系统的设计 ( 6 ) 5 . 4 、成型零件的设计 ( 1 0 ) 5 . 5 、合模导向机构置( 1 4 ) 5 . 6 、脱模机构的设计 ( 1 5 ) 5 . 7 、模具调温系统的设置 ( 1 8 ) 5 . 8 、排气系统的设计 ( 1 9 ) 5 . 9 、模具外形尺寸的确定 ( 2 0 ) 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 1 0 、注射机有关参数的校核( 2 0 ) 六、 设计小结 ( 2 2 ) 七、 致谢 （2 4 ） . 八、 参考资料 （2 5 ） 一、产品介绍 1 、产品名称：冰箱调温按钮 2 、产品用途：用于各种电气系统的控制按钮键 3 、产品结构尺寸（见产品图 1 ） 4 、生产量：月产量 1 5 0 万只。 5 、产品性能及使用要求： （1 ） 外观为原料本色，透明美观；无其它杂色或斑点，表面平 滑无裂纹、银丝，无气泡，无形变等缺陷；质量轻，可减 轻设备自重。 （2 ） 性能要求：收缩率不大于 0 . 5 % ，吸水性不高于 0 . 8 ，冲击 强度 1 5 K G ? c m 2 ，弯曲强度 7 0 K G ? c m 2 . 表面电阻系数 7 0 。 （3 ） 使用条件：使用温度：室温，2 2 0 V 用电场所；使用负荷： 人工手指操作按压力。 二、产品材料的选择与配方设计 根据产品的使用要求和性能要求， 选择 P S H - G N - 0 9 5 - 0 6 的树脂作主原料， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 P S 是所有塑料当中最轻的一种，能减轻设的自重。透光率不低于 8 8 % ，雾度 约 3 % ，折射率比较大具有特殊的光亮性。P S的拉伸、弯曲常规力学性能皆 高于其它聚烯烃，是属于硬而脆的材料，所以必须加入一些增韧剂以改善制 品的柔韧性，加入量为 1 5份。由于制品属于透明塑件，无需加染色剂。如 表1 表 2 1 P S H - G N - 0 9 5 - 0 6 树脂性能参数表 项目 参数值 项目 参数值 相对密度 吸水性% 收缩率% 比体积率% 拉 伸 屈 服 强 度 M p a 冲击韧性 K J ? m - 2 1 . 0 5 0 . 0 4 0 . 7 0 . 9 5 4 8 2 0 . 6 拉伸弹性模量 M p a 马丁耐热温度 热变形温度（1 . 8 2 M P a ） 体积电阻率? c m 熔点 软化温度 2 . 8 1 0 3 5 2 9 2 1 1 0 1 6 1 6 5 1 2 0 P S 中文名：聚苯乙烯 英文名：P o l y s t y r e n e 2 . 1 、基本特性 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色 透明、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为 1 . 0 5 4 g / c m 3 。聚苯乙烯 的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。相对分 子质量越大，机械强度起高。聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性 能）和一定的化学稳定性。能耐碱、硫酸、磷酸、1 0 3 0 的盐酸、稀醋 酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽油、植物油 及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。但耐热性 低，热变形温度一般在 7 0 9 8 o C ，只能 在不高的温度下使用。质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此限制了它在 工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚 物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了 它的用途。 2 . 2 、成型特性： 1 . 无定形料, 吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内 应力 2 . 流动性较好， 溢边值 0 . 0 3 m m 左右，防止出飞边。 3 . 塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，( 如有嵌件应预热) ，缺口，尖角，各 面应圆滑连接 4 . 可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。 5 . 宜用高料温，模温、高注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防 止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件） ，但料温高易出银丝，料温低或脱模 剂多则透明性差。 6 . 可采用各种形式浇口， 浇口与塑件应圆弧连接， 防止去除浇口时损坏塑 件， 脱模斜度宜取 2 度以上， 顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、 变形， 可用热浇道结构。 2 . 3 、综合性能： 热变形温度： 6 5 o C - - - - 9 6 o C 屈服强度: 3 5 6 3 M P a 抗拉强度: 3 5 6 3 M P a 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 断裂伸长率 1 . 0 % 拉伸弹性模量： 2 . 8 3 . 5 G P a 抗弯强度： 6 1 9 8 M P a 抗压强度： 8 0 1 1 2 M P a 2 . 4 、P S 的成形条件： 注射机类型： 螺杆式 预热： 温度 6 0 7 5 o C 时间 2 h 料筒温度： 前段 1 7 0 1 9 0 o C 后段 1 4 0 1 6 0 o C 模具温度： 3 2 6 5 o C 成形时间： 注射时间 1 5 4 5 s 高压时间 0 3 s 冷却时间 1 5 6 0 s 总 周 期 4 0 1 2 0 s 注射压力： 6 0 1 1 0 M p a 螺杆转速： 4 8 （r / m i n ） 参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知， P S H - G N - 0 9 5 - 0 6 能满足要 求，故除加增强剂外不需加其它助剂配方，即可生产产品。 三、工艺参数的确定 3 . 1 、注射量计算 根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算 V 实= 6 ( V 塑+ V 分) + V 主 V 塑= ? d 1 2 2 + ? ( d 2 2 - d 3 2 ) 1 + ? d 2 2 0 . 5 = ? ( 1 3 . 5 ) 2 2 + ? ( 1 0 2 - 6 2 ) 1 + ? 1 0 2 0 . 5 = 3 1 6 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 V 分= ( d / 2 ) 2 h = 3 . 1 4 4 1 0 = 1 2 . 5 6 3 V 主= ?h ( r 2 + R r + R 2 ) = ?3 5 ( 1 . 7 5 2 + 1 . 7 5 3 + 3 2 ) = 6 3 4 . 2 V 主= 6 ( 3 7 6 + 1 2 . 5 6 ) + 6 3 4 . 2 = 2 9 6 5 . 5 6 3 = 2 . 9 6 6 3 3 . 2 、锁模力计算： 根据 3 ：F = K P A 根据 P S 的流动性和模具结构特点选取 K = 0 . 6 ； 注射压力考虑采用多型 腔注射，压力应高些，取 P = 6 0 M P a / c m 2 。A 表示表示成型面积 A 的计算：A = ? d 2 = 0 . 2 5 1 3 . 5 2 = 1 . 4 3 1 6 c m 2 F = K P A = 0 . 6 6 0 1 . 4 3 1 6 = 5 1 . 6 9 6 K N 3 . 3 、保压时间的计算: T 保= 0 . 3 ( S + 2 S 2 ) = 0 . 3 ( 2 + 2 3 2 ) = 3 s 3 . 4 、冷却时间的计算: T 冷= S 2 / 2 k i n 8 ( T s - T m ) / ( T E - T m ) = 3 s 3 . 5 、塑化时间的计算: T 塑= 一次注射量/ 塑化能力= 2 . 3 / 1 0 = 0 . 2 3 s T s 成型温度 5 T m 模具温度 T E 脱模温度 热扩散系数（/ h ） ，取 3 . 2 1 表 3 1 注射工艺控制参数 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 四、设备的选择 4 . 1 、注射机的选择 （1 ）注射量的确定 由工艺参数的确定中已知一次注射量为 2 . 4 c m 3 射机的公称注射量 Q 为：Q 2 . 4 1 . 2 2 . 8 8 c m 3 取注射机的公称注射量为 3 c m 3 项目 控制部位 控制参数 备注 干燥 6 0 料筒后段 1 5 0 5 料筒中段 1 8 0 5 料筒前段 1 6 0 5 喷嘴 1 5 0 5 温度（） 模具 6 0 5 5 P 2 3 7 附D 塑化背压 2 0 注射压力 6 0 保压压力 3 0 4 0 压力( M a p ) 锁模力（吨） 5 2 干燥时间 2 h 注射时间 0 . 2 保压时间 3 冷却时间 3 开合模时间 5 时间（秒） 成型周期 1 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）锁模力的计算 由 工 艺 参 数 的 确 定 中 已 知 为（ 0 . 6） 吨 ， 成 型 面 积 为 （ 1 . 4 3 1 6 ）c m 2 （3 ）所需注射机台数的计算 由月产量和注射机的生产能力（成型周期）及考虑设备利用率求出: 本产品生产工作制度设计为 2 4 h 三班工作制，设备 2 4 小时连续运转， 设备利用率设为 0 . 8 5 ，根据如前初设的工艺控制参数成型周期约为 1 2 秒， 生产模具一模六件，则所需注射机台数为: 2430 1500000 （ 12 36006 0 . 8 5 ） = 1 . 3 6 （台） 取整数值 2 台 根据以上计算出的公称注射量（ 3 ）c m 3 , 锁模力（ 0 . 6 ）吨，成型面积选 用 S Y S - 1 0 型号注射机）数量为（2 ）台。 表 4 1 注射机技术性能参数表 项目 单位 参数 备注 理论注射量 c m 3 1 0 注射压力 M a p 1 5 0 最大注射面积 c m 2 9 0 锁模力 K N 1 5 最大模具厚度 1 8 0 最小模具厚度 1 0 0 模板行程 1 2 0 喷嘴球半径 1 2 喷嘴口半径 2 . 5 五、模具设计 5 . 1选择制品的分型面 5 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 分型面应设置在零件截面最大的部位，塑件冷却时会因为收缩作用而包 覆在凸模上，故从塑件脱模件精度要角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一 侧， 以便于脱模， 而且不影响塑件的质量和外观形状， 以及尺寸精度。 如 A - A 面，箭头的朝向代表动模的位置，塑料包整动模天型芯而留在动模，模分型 如下图： 分型如下图： 图 5 - 1 分型面 5 . 2 、型腔布置 已知的体积 V塑或质量 W塑 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件， 综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选 择，初步确定采用一模六腔平衡式排列；根椐制品的形状，在模板上的的排 列形式为圆形。以确保制品的均一和稳定，而且型腔布置与浇口开设部位也 非常对称，这样防止了模具承受偏载而产生的溢料现象。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 排布图如下图所示： 图 5 2 型腔布置 5 . 3 、浇注系统的设计 浇注系统的设计主要包括主流道、分流道、浇口、冷料井和拉料杆的设计。 浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、 流程应尽量短、 防止型芯变形、 整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计 合理、尽量减少塑料的消耗。 根据塑件的形状采用推杆推出。 5 . 3 . 1 主流道及主流道衬套 5 主流道的主要设计要点： a 、 在模具结构的允许的情况下， L 尽量短， 一般小于 6 0 m m ， 过大则会影响熔体的顺利充型。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 b 、 主流道大端呈圆角，以减少料流转向过渡时的阻力， c 、 大多数情况下， 将主流道和定位圈设计成两个零件， 然 后配合固定在模板上，主流道衬套采用 H 7 / m 6过渡配 合，与定位圈的配合采用 H 9 / f 9 间隙配合。 d 、 主流道衬套选用 T 8 、T 1 0 制造，热处理强 5 2 5 6 H R C 。 e 、 定位环固定螺钉一般取 M 6 M 8 ，螺钉一般选用两个以 上。 R = 喷嘴球面半径+ 2 3 = 1 2 + 3 = 1 5 m m d = 喷嘴孔径+ 1 = 2 . 5 + 1 = 3 . 5 m m a = 4 r = 1 m m D = 6 m m 图 5 3 主流道及主流道衬套的结构 5 . 3 . 2 分流道 3 a : 分流道截面和尺寸 选用U 形分流道截面, 表面积/ 体积比小, 冷却速度慢最低, 热量及摩擦损失小, 进料流中心冷凝慢, 有利于保压 D = 0 . 2 6 5 4 ( m ) ?（L ） ? m 流经分流道的塑料量( g ) L 分流道的长度( m m ) D 分流道直径( m m ) 尺寸的确定: 根据经验公式确定分流道的直径 5 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 查资料得部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围: 苯乙烯是 3 . 5 1 0 之间 根据实际情况取 D = 5 m m 图 5 4 分流道截面形状 b : 分流道布置 根据型腔的布置, 分门巴道貌岸然也是选用平衡式布置, 其长度、形状和断面 尺寸都必须对应相等，以保证塑件在强度、性能及质量上的一致性。 分流道表面粗糙度 R a 一般为 1 . 6 u m 图 5 5 分流道的布置 C 、浇口 5 ：各浇口的尺寸计算 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = 2 l = 1 r = 2 经验公式计算 h = n t = 0 . 6 2 . 5 = 2 . 5 n 塑料系数, P S 为 3 . 6 b = n ( A ) ? / 3 0 = 0 . 2 图 5 6 浇口尺寸 D 、冷料井 6 结构及尺寸： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 5 7 冷料井 d = 6 H 1 = ( 5 / 4 ) d = 8 H 2 = ( 3 / 4 ) d = 5 = 2 0 E 、拉料杆 3 拉料杆的结构： 图 5 8 拉料杆的结构 下图为主流道的拉料杆组合形式，同时还具有脱除主流道凝料的作用。 一般拉料杆安装在主流道的对面，开模时，拉料杆将主流道凝料拉出。 d = 6 公差为 0 . 0 1 5 , 与拉料杆配合的型板孔 配合长度 M 1 = ( 1 . 5 2 ) d = 1 0 D = 1 0 H = 4 M 根据模板尺寸确 定 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 5 - 9 拉料杆的组合形式 5 . 4 、成型零件的设计 5 . 4 . 1 成型零件的工作尺寸的计算 根据塑件形状简单， 体积较小， 适宜采用整体式型腔， 见图 2 和图 3 ， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组合式型芯见图 4 。这种形式的型腔形状简单，牢固可靠，不易变形，成 型塑件的质量较好。 、本产品为 P S 制品，属于大批量生产的小型塑件，此产 品采用 6 级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及 深度尺寸的制造与作用修正系数 x取值可在 0 . 5 0 . 7 5 的范围之间，凸凹模 各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到 I T I T 级，综合参考，相关计算具体如下： 收缩率 S a x = 0 . 8 % S i n = 0 . 6 % 平均收缩率为 S = 0 . 7 % , 图 5 1 0 塑件成型尺寸 如上图所示塑件尺寸单位/ m m 已知 D = 1 3 . 5 0 - 0 . 2 4 D 1 = 1 0 0 - 0 . 1 6 H 1 = 1 . 5 0 - 0 . 1 6 H 2 = 2 0 - 0 . 1 6 H 3 = 1 . 5 0 - 0 . 1 6 d = 6 + 0 . 2 0 h = 1 + 0 . 1 6 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 型腔尺寸: D m = D ( 1 + S ）- 0 . 7 5 0 + z = 1 3 . 5 ( 1 + 0 . 0 0 7 ) - 0 . 7 5 0 . 2 4 0 + 0 . 0 4 3 D m 1 = D m 1 （1 + S ）- 0 . 7 5 0 + z = 1 0 ( 1 + 0 . 0 0 7 ) - 0 . 7 5 0 . 1 6 0 + 0 . 0 3 6 = 9 . 9 9 5 40 + 0 . 0 3 6 H m 1 = H 1 （1 + S ）- 0 . 6 6 7 0 + z = 1 . 5 ( 1 + 0 . 0 0 7 ) - 0 . 6 6 7 0 . 1 6 0 + 0 . 0 2 5 = 1 . 4 0 40 + 0 . 0 2 5 H m 2 = H 2 （1 + S ）- 0 . 6 6 7 0 + z = 2 （1 + 0 . 0 0 7 ）- 0 . 6 6 7 0 . 1 6 0 + 0 . 0 2 5 = 1 . 9 0 70 + 0 . 0 2 5 H m 3 = H 3 （1 + S ）- 0 . 6 6 7 0 + z = 1 . 5 （1 + 0 . 0 0 7 ）- 0 . 6 6 7 0 . 1 6 0 + 0 . 0 2 5 = 1 . 4 0 40 + 0 . 0 2 5 型芯尺寸 d m = d （1 + S ）0 . 7 5 0 - z = 6 ( 1 + 0 . 0 0 7 ) - 0 . 7 5 0 . 2 - 0 . 0 3 6 0 = 6 . 1 9- 0 . 0 3 6 0 h m = h （1 + S ）0 . 6 6 7 0 - z = 1 ( 1 + 0 . 0 0 7 ) - 0 . 6 6 7 0 . 1 6 - 0 . 0 2 5 0 = 1 . 0 1 7- 0 . 0 2 5 0 5 . 4 . 2 型腔壁厚和底板厚度计算 注射成型过程中, 型腔主要承受塑料熔体的压力, 如注射压力、保压 力、合模力和脱模力等，因此模具的型腔必须具有足够的强度和刚度, 如果 型腔壁厚和底板厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料的许应力时, = 1 3 . 40 + 0 . 0 4 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时, 若刚度不足将导致过大的弹性 变形，从而产生型腔由外膨胀或溢料间隙，从而导致整个模具失效或无法达 到技术质量要求，因此必须对型腔进行强度和刚度的计算。 型腔板采用调质钢 4 5 ，弹性模量 E = 2 1 0 5 M P a 强度计算的许用应力 = 1 6 0 M P a 型腔压力= 5 0 M a p 型腔半径 r = 6 . 7 5 h = 3 . 5 由表 3 . 4 - 1 6 对于中粘度塑料 P S ， 模具制造精度 I T 9 级时， 有许用变形量 = 2 5 i 且 W = H = 3 . 5 I 2 = 0 . 4 5 w 0 . 2 + 0 . 0 0 1 w = 0 . 5 8 所以 = 2 5 0 . 6 6 6 = 1 4 . 5 4 u m = 0 . 0 1 4 5 图 5 1 1 圆形整体型腔 整体式圆筒型腔壁厚 6 A 按钢度计算: 3 4 15.1 ph s 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 按强度计算： 整体式圆筒型底板厚度 B 按钢度计算 按强度计算 公式分别计算出相应的值为： 按强度计算得： S = 4 . 2 7 h s = 3 . 2 8 按刚度计算得：s = 1 . 5 5 m m h s = 0 . 7 6 m m 比较强度和刚度条件计算结果, 取整体式圆筒形型腔壁厚为 1 5 。 按强度的刚度分别计算取底板厚度为 1 8 。 5 . 4 . 3 支承板的强度 常规结构凹模做在定模上， 型芯固定在动模上。 支承板与垫块构成桥形， 承受型芯投影注射压力，因此支承弹性变形量必须控制在允许的范围之内。 支承板的受力状态可以简化为受均布荷重的简支梁 1 2 P S 3 4 56.0 ph hs 87.0 2 p hs 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 5 1 2 支承板的变形 支承板的厚度计算如下 2 ： = 9 5 5 0 3 . 1 4 2 9 2 / 3 2 2 . 1 1 0 5 2 0 0 . 0 0 5 = 1 . 9 2 7 = 2 0 3 2 32 14.35 By RP LH = 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 H - - - 支承板的厚度 L - - - 支承板在垫块之间的跨度 P - - - 型腔内压力表 R - - - 凹模型腔半径 B - - - 支承板的宽度 E - - - 钢材的弹性模量一般为 2 . 1 1 0 5 y - - - 支承板允许最大弯曲变形量, 一般取 0 . 0 0 5 其整体形状与尺寸见图 5 5 . 4 . 4 垫块的设计 2 垫块设在支撑板与动模座板之间, 可以减少动模座板的变形, 或可减少 动模座板的厚度. L = 5 0 D = 3 0 螺钉直径选用 M 1 0 , d 1 = 1 1 d 2 = 1 6 H = 1 1 5 . 5 、合模导向机构设置 导向机构的主要零件是导柱和导套，主要作用是导向、定位、承受一 定的侧压力。 ，导柱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。 导柱导套的选择： 一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设 置在定模一侧， 视具体情况而定， 通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。 导柱的直径应根据模具的尺寸选用，必须保证足够的强度、刚度和足够的抗 弯强度。 导柱设计要点：长度：导柱导向的长度应该比凸模端高出 1 0 。 形状： 导柱前端应做成锥台， 以使导柱能顺利进入导向孔。 材料：导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧不易折断的内 芯。因此多采用 T 8 、T 1 0 钢（经淬火处理） ，硬度为 5 0 5 5 H R C 。 数量及分布：导柱应合理均匀分布在模具的分型面上，根 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 据此模具形状，数量为四根。固定部分粗糙度 R a = 0 . 8 u m , 导向部分 R a = 0 . 5 u m 配合精度: 固定端与模板之间采用H 7 / m 6 的过渡配合, 导柱 导向部分采用 H 7 / m 6 的间隙配合. 导柱尺寸 图 5 1 3 导柱 导套设计要点： （1 ） 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 做好通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。 （2 ） 材料 导套用导柱相同的材料或铜合金耐磨材料制造，其硬度一般低 于导柱硬度。 导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 R a 0 . 8 u m 。 （3 ） 固定形式及配合精度 直导套用 H 7 / r 6 的配合镶入模板，为了增加导 套镶入的牢固性防止导套被拉出来。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 5 1 4 导套 5 . 6 、脱模机构的设计 6 5 . 6 . 1 脱模机构设计： 为了保证塑件在顶出过程中不变形或不损坏，必须正确分析塑件对模 腔粘附力的大小及所在部位。以便选择合适的顶出方式，和顶出装置。顶出 位置应设在顶出阻力大的地方，根据此塑件的形状，零件的推出阻力不大， 将推杆设在 ? 6 孔的内部，推杆参与成型，此类推杆又称为成型推杆。 5 . 6 . 2 脱模力的计算 6 脱模力 F e由两部分组成，即：F e = F c + F b F c - - - 克服塑料件对型芯包整的脱模力，N F b - - - 一端封闭壳体需克服的真空阻力，N 其中 F b = 0 . 1 A b A b - - - 型芯的断面面积, 2 A b = 0 . 2 5 3 . 1 4 d 2 = 2 8 . 2 6 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 所以 F b = 2 . 8 6 N 已知 r c p = 3 t = 2 h = 1 = 0 E = 2 . 8 1 0 3 M P a f = 0 . 4 v = 0 . 3 2 s = 0 . 0 0 7 = r c p / t = 3 / 2 = 1 . 5 1 0 为厚壁圆筒塑料件 = 6 0 . 4 N 所以: F e = F c + F b = 6 0 . 4 + 2 . 8 2 6 = 6 3 N E 塑料材料的拉伸弹性模量, M P a S 塑料的平均收缩率 塑料材料的泊松比 型芯的脱模斜度 h 型芯脱模方向高度 f 脱模斜度修正系数 厚壁塑料的计算因子 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 = 6 0 . 4 N 所以: F e = F c + F b = 6 0 . 4 + 2 . 8 2 6 = 6 3 N E 塑料材料的拉伸弹性模量, M P a S 塑料的平均收缩率 塑料材料的泊松比 型芯的脱模斜度 h 型芯脱模方向高度 f 脱模斜度修正系数 厚壁塑料的计算因子 5 . 6 . 3 推杆脱模机构 2 推杆直接与塑件接触, 开模后将塑件推出, 此成型推杆除了推出塑件之 外还参与塑件局部成型, 即作为型芯。 推杆的计算公式: 圆形推杆的直径可由欧拉公式简化得 = 1 . 2 d 推杆直径 E 推杆材料的弹性模量, M P a L 推杆长度 F 脱塑件的脱模力 安全系数取 1 . 5 ? 为推杆长度系数 n 推杆数量 推杆直径确定后还应进行强度校核, 其计算式为 压 为推杆材料许用力, M P a s 推杆钢材的屈服极限强度, N / c m 2 , 一般中碳钢的s 为 3 2 0 0 N / m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 所以此材料合符要求,推杆的具体形状及尺 寸见型芯图 4 5 . 6 . 4 推杆位置 推杆应设置于有效部位， 根据此塑件形 状， 可将推杆设置在凹模内部，从投影面上 看， 如下图应在阴影部位范围之内。 图 5 1 5 推杆位置布置 推杆的设计要点： （1 ）推杆和模体的配合性质一般为 H 8 / f 7 ，以保证同轴度，配合长度 一般为走私的（1 . 5 2 ）倍, 但至少要大于 1 5 （2 ）推杆材料多用 4 5钢, T 8 、T 1 0碳素工具钢，淬火硬度为 H R C 5 0 以上， （3 ）表面粗糙度在 R a 1 . 6 以下. 5 . 6 . 5 复位机构 为了使推出机构合模后能回到原来的位置, 推出机构通常设有复位杆, 复 = 3 7 3 2 0 0 N / m 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 位杆在结构上与推杆相似, 所不同的是与与模板的间隙比较大, 同时复位杆 顶面不应高出分型面. 复位杆的材料选用一般 T 8 、T 1 0 ，淬火 5 5 - 6 0 H R C 。 顶杆长度计算如下 6 ：H = （H 凸+ 1 ）+ H 动模+ H 垫块- H 顶垫 = （1 + 0 . 1 ）+ 3 0 + 5 0 - 1 3 = 6 7 . 1 图 5 1 6 复位杆的结构与装配尺寸 5 . 7 、模具调温系统的设置 基本原则：熔体热量 9 5 % 由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期 的 2 / 3 。 5 . 7 . 1 、注射模冷却系统设计： 1 ）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大，型腔表面的温度与冷却水 道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关。 2 ）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等： 当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相等，但是当塑件 不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 一些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于 1 0 m m ，常用 1 2 1 5 m m . 3 ）浇口处加强冷却 塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度就越低， 因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在浇口附近，使浇 口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热 交换后的温水作用下冷却。 4 ）冷却水道出、入口温差应尽量小 ： 如果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不 均匀，所以在设计时应引起注意。 冷却水道的总长度的计算可公式：L w = A w / L w 冷却水道总长度 A w 热传导面积 D w 冷却水道 直径 5 ）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置： 聚苯乙烯的收缩率较小，水道应尽量沿着收缩方向设置。冷却水道的 设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度； 冷却水道要易于加工清理一般水道孔径为 1 0 m m 左右，不小于 8 m m 。根据此套 模具结构，采用孔径为 8 m m 的冷却水道。 冷却系统的结构设计： 根据塑料制品形状及其所需冷却效果，冷却回流可选择直通式既简单 流道式，这是生产过程中最常用的形式。 其具体结构及尺寸如下图所示： 冷却水孔直径 d = 8 ，两水孔的中心距 C = 2 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 5 1 7 直通式冷却系统 5 . 7 . 2 、加热系统的设计 需要设置加热系统的一般是对模具温度要求在 8 0 以上、熔融黏度高、 流动性差的热塑性塑料，或者是热固性塑料。而 P S 对模温的要求只需 6 0 以下，且是属于熔融黏度低、流动性好的热塑性塑料，所以此模具对加热系 统的设置可以不予考虑。 5 . 8 、排气系统的设计 5 . 8 . 1 排气槽的设计要点 当塑料熔体填充型腔时, 必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑 料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体 不被排除干净, 一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填 缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部 碳化或烧焦（褐色斑纹） ，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速 度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型 腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。 通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定 型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为 0 . 0 3 0 . 0 5 m m 。 5 . 8 . 2 排气槽的设置 4 排气槽应开设在型腔最后被充满的地方，最好是在分型号面上，因为 分型面上排气槽产生的毛边也很容易随塑件脱出。排气槽的出口不要正对操 作人员，与塑件的深度不应超过塑料的溢料值，其断面为矩形或梯形。 图 5 1 8 排气槽系统 1 分流道 2 浇口 3 排气槽 4 导向沟 5 分型面 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 9 、模具外形尺寸的确定 图 5 1 9 模具外形尺寸 5 . 1 0 、注射机有关参数的校核 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 1 0 . 1 注射量的校核 为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于本注射 机的公称注射量，既：V 实V 公= 0 . 8 1 0 = 8 3 V 实实际塑料( 包括浇注系统凝料) 的总体 所以 V 实= 6 ( V 塑+ V 分) + V 主 V 塑= 3 1 6 3 V 分= ( d / 2 ) 2 h = 3 . 1 4 4 1 0 = 1 2 . 5 6 3 V 主= ?h ( r 2 + R r + R 2 ) = ?3 5 ( 1 . 7 5 2 + 1 . 7 5 3 + 3 2 ) = 6 3 4 . 2 V 主= 6 ( 3 7 6 + 1 2 . 5 6 ) + 6 3 4 . 2 = 2 9 6 5 . 5 6 3 = 2 . 9 6 6 3 8 3 所以注射量满足要求 5 . 1 0 . 2 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, 当高压与塑 料熔体充填模腔时, 会沿锁模方向产生一个很大的胀型号力, 为此, 注射机的 额定锁模力必须大于该胀型力, 既： F 锁F 胀= A 分P 型 5 F 锁注射机的额定锁模力 P 型模具型腔内塑料熔体平均压力表 M P a ，通常为 2 0 3 0 M P a ，在此取 2 5 M P a A 分塑料和浇注系统在分型号面上的投影面积之和，2 A 分= ? d 2 = 0 . 2 5 3 . 1 4 1 3 . 5 2 = 1 4 3 . 1 2 故：F 胀= A 分P 型= 1 4 3 . 1 2 5 = 3 . 5 8 K N F 锁= 1 5 K N 5 . 1 0 . 3 注射压力校核 该项工作是校核所选注射机的公称压力 P公能否满足塑成型时所需 要的注射压力 P o ， 成型时所需的压力一般由塑料流动性， 塑件的结构和壁厚， 以及浇注系统类型等因素决定。其值一般为 7 0 1 5 0 M P a 通常要求：P 公P o 5 聚苯乙烯的 P o 为 1 0 0 M P a P 公= 1 5 0 M P a 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 5 . 1 0 . 4 模具厚度校核 模具厚度 H m = 1 6 0 H m a x = 1 8 0 H m i n = 1 0 0 故： H m i n H m H m a x H m 模具闭合总厚度， H m a x 注射机允许的最大厚度， H m i n 注射机允许的最小厚度， 5 . 1 0 . 5 开模行程的校核 对于单分型面注射模所需开模 H 为 S H = H 1 + H 2 + （5 1 0 ） = 1 + 3 9 + 1 0 = 5 0 1 2 0 H 1 塑件推出距离（也可作凸模的高度） H 2 包括浇注系统在内的塑件高度 S 注射机移动板的最大行程 H 所需开模行程 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 六、设计小结 通过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各 工作零部件的设计原则和设计要点，了解了注射模具设计的一般程序。 进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系 统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解 制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使 用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工 艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模 具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平。要 设计过程中可以锻炼自己独立思考的能力、动手能力和其它一些综合能力。 同时，还可以为今后的工作奠定一个良好的基础。在设计过程中我们始终结 合计算机进行设计，提高了我们对 U G 、P r o / E 、A u t o C A D 等软件的应用能力。 通过设计，也发现自己的很多不足和有待提高的知识，主要有： 1 . 各门基础课知识掌握的不够扎实，运用起来不够熟练。 2 . 实际工作能力还有待提高，设计与社会上的实际生产还有很大差距。 3 . 专业软件的使用能力（包括熟练度和使用的广度）还需要再提高一个 层次。通过运用 C A D / C A M 软件来更好的完成和优化设计。 通过这样，来进一步地充实自我、增强自我能力、提高自我水平。 总而言之，我认为，这次毕业设计虽然还存在这样那样的错误和缺陷， 但通过这次设计我又学到了很多