1_【毕业设计论文】带内侧抽芯机构的注射模的设计-毕业设计说明书【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 带内侧抽芯机构的注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本论文根据内抽芯机构完成实际工程应用。在设计中采用 P S材料注射而成 型，成型方式为一模一腔，该论文具体分析了产品的工艺性，确定了所采用塑料 的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总体方案，分析并解决了模 具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺寸计算和强度的 校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分析设计，完成了模具工 程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计。 关键词 内侧抽芯机构 注射模 工艺性 设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e C o r e - p u l l i n g M e c h a n i s m W i t h t h e I n s i d e o f t h e I n j e c t i o n M o l d A b s t r a c t I n t h i s p a p e r , c o r e - p u l l i n g m e c h a n i s m i n a c c o r d a n c e w i t h t h e c o m p l e t i o n o f t h e a c t u a l e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n I n t h e d e s i g n o f P S m a t e r i a l u s e d i n i n j e c t i o n m o l d i n g F o r f o r m i n g a m o l d f o r f o r m i n g a c a v i t y . T h e p a p e r d e t a i l e d a n a l y s i s o f t h e p r o d u c t p r o c e s s , I d e n t i f i e d b y t h e u s e o f p l a s t i c s a n d t h e p r o c e s s p a r a m e t e r s u s e d i n t h e m o l d i n g e q u i p m e n t ，P r o d u c e d b y t h e m o l d t o d e t e r m i n e t h e o v e r a l l p r o g r a m ，A n a l y s i s a n d a d d r e s s t h e o v e r a l l s t r u c t u r e o f t h e m o l d a n d t h e w o r k o f s o m e o f t h e s p e c i f i c s t r u c t u r e o f , A n d a n u m b e r o f t h e n e c e s s a r y s i z e a n d s t r e n g t h c h e c k c a l c u l a t i o n . T h e p a p e r a l s o s u r f a c e , g a t i n g s y s t e m a n d t h e r e l e a s e o f t h e a n a l y s i s a n d d e s i g n a g e n c i e s t o c o m p l e t e t h e m o l d d e s i g n e n g i n e e r i n g d r a w i n g s , a n d f i n a l l y c a r r i e d o u t t h e d e s i g n o f t h e m a i n p a r t s p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y . K e y w o r d s I n j e c t s t h e m o l d F o r m a t i o n T e c h n o l o g y c a p a b i l i t y D e s i g n 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言1 1 . 1 模具工业2 1 . 2 模具机构的设计4 1 . 3 课题任务要求8 2 方案与设计 9 3 带内侧抽芯机构注射模的详细设计过程1 0 3 . 1 注射成型的准备1 1 3 . 2 注射机的选择1 2 3 . 3 注射模具分型面的选择1 6 3 . 4 型腔数目的确定1 6 3 . 5 浇注系统设计1 7 3 . 6 标准模架的选择1 9 3 . 7 导向与定位机构 2 0 3 . 8 顶出系统设计 2 1 3 . 9 成型零件工作尺寸的计算 2 2 3 . 1 0 排气系统 2 4 3 . 1 1 温度调节系统设计2 6 3 . 1 2 斜导杆设计2 6 4 注射模加工工艺设计2 7 4 . 1 坯料确定 2 7 4 . 2 模板的平面加工2 7 5 型腔的普通切削加工方法及设备2 9 5 . 1 型腔的普通切削加工方法及设备2 9 5 . 2 型腔的特种加工3 0 结束语3 3 致谢3 4 参考文献3 5 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 模具被誉为“百业之首，工业之母”，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要 标志。近年来，中国模具工业以年均2 0 % 的速度持续快速增长。截止2 0 0 6 年年底，中 国模具销售额达7 2 0 亿元，跃居世界第三。随着塑料工业的不断发展，塑料模具占模 具总量的比例逐渐提高。据统计，2 0 0 0 年中国塑料模具产值约1 0 0 亿元人民币，2 0 0 6 年已发展到3 0 0 多亿元人民币，年均增长率超过2 1 % ，高于模具行业总体发展速度。塑 料模具的发展潜力是不可低估的。 随着中国汽车、电子、通讯、家电等行业的发展，对塑料模具的需求越来越大， 对产品质量要求越来越高。塑料模具将朝着大型化、高精密度、多功能复合型的技术 方向发展。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十分巨大。 譬如在生产汽车时，仅制造一款普通轿车约需2 0 0 多件内饰件模具，而制造保险杠、 仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足 率仅约5 0 % 。在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2 0 1 0 年全 国塑料门窗和塑管普及率将达到3 0 % 5 0 % ，塑料排水管市场占有率将超过5 0 % ，都会 大大增加对模具的需求量 1 。 模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。塑料注射模 具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。设计 塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的 A B S 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液 2 、本体或悬浮聚合法生产， 使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔， 产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。 现代模具设计与制造技术，涉及机械工程、信息与电子工程、冶金与材料工程、 工程管理等学科专业范围。优化模具系统结构设计和型件的 C A D / C A E / C A M ，并使之趋 于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降 低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的 高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制， 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模 等，应当是未来 5 2 0 年的模具生产技术的发展趋势。所以在这种情况下，研究这一 课题是具有现实意义的。 1 . 1 模具工业 1 . 1 . 1 模具材料 目前，塑料模具材料仍以模具钢为主，但根据成型工艺的不同，也可采用非铁合 金、钢结硬质合金、低熔点合金等材料。 塑料制品的广泛应用，极大地推动了塑料成型模具的发展。行业对塑料模具材料 的需求量越来越大，并对材料的质量和性能提出了更高的要求。近年来，我国在新型 塑料模具材料研制、提高材料冶金质量、优化热处理工艺、提高模具寿命等方面做了 大量的工作， 为用户提供了大量质优价廉的塑料模具材料， 获得了显的技术经济效益。 我国模具工业发展迅速，模具进口量逐年增加，其中塑料模具占4 6 % 。我国的模 具技术及模具寿命仍落后于一些工业发达国家，模具用材和热处理不当是影响模具失 效的主要因素，约占7 0 % 。塑料模具结构复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求很高，对 塑料模具型腔材料的要求比较苛刻。某单位原采用4 5 钢制造电视机外壳模具，使用寿 命不足2 0 万次，模具就已损坏，改用3 C r 2 M o （P 2 0 ）材料后，使复杂的型腔容易切削 加工，保证了模具加工质量，而且模具寿命成倍延长 3 。正确选用模具材料及其热处 理方法，对于提高模具质量，延长模具使用寿命是非常重要的 4 5 。 1 . 1 . 2 塑料模具钢的性能要求 塑料模具的工作温度在2 0 0 3 0 0 。注射模工作时受热、受压、受磨损，且注 射时可能有含氯、氟及其化合物的腐蚀气体逸出，对模具型腔有一定的腐蚀作用。压 缩模直接压制粉料，要承受很大的机械负荷，易磨损，型腔也会受腐蚀性气体腐蚀。 塑料模具型腔复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求高，对塑料模具钢的机械加工性能、 镜面抛光研磨性能、热处理变形和尺寸稳定性等方面都提出了相应的要求。塑料模具 钢应具备以下一些性能 6 ： （1 ）模具型腔表面应具有足够厚的硬化层，有一定的硬度和耐磨性。 （2 ）具有足够的强度和冲击韧度。 （3 ）导热性能好，膨胀系数小，热处理变形小，模具工作尺寸稳定。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （4 ）机械加工性能好，表面粗糙度值低。 （5 ）良好的镜面抛光研磨性能和图案蚀刻性能。 （6 ）耐腐蚀性能好，有较好的焊补性能。 传统的塑料模具钢包括渗碳钢如1 0 、2 0 、2 0 C r 、1 2 C r N i 2 、1 2 C r N i 3 A 等；调质钢 如4 5 、 5 5 、 4 0 C r 、 3 C r 2 M o 、 4 C r 5 M o V 1 S i 等； 高碳工具钢如C r 1 2 、 C r 1 2 M o V 、 C r W M n 、 C r 6 W V 、 9 M n 2 V 、G C r 1 5 等；耐蚀钢如4 C r 1 3 、9 C r 1 8 、1 C r 1 7 N i 2 等。 这些传统的模具钢， 有的机械加工性能差， 特别是对于形状复杂的模具难于加工； 有的则是镜面抛光性能差，难以满足塑料模的综合性能要求。应合理选择和应用新型 塑料模具钢以适应塑料模具朝着高效率、高精度、高寿命. 1 . 1 . 3 我国塑料模具钢的发展进程 我国模具钢生产技术发展迅速，形成了我国自己的模具钢系列，总产量已居世界 前列，建成不少先进的生产工艺装备，但是模具钢的生产技术、产品质量方面还存在 着许多不足，很多制造大型，精密，长寿命模具的钢材仍需从国外进口，已成为世界 上进口模具最多的国家，展望未来急待开展以下工作。 （1 ）研制高性能、长寿命、高的性能价格比和高效的新型模具材料，取代昂贵 的进口材料，将带来明显的技术经济效益。 （2 ）我国研制的一些新型模具材料的性能和寿命已达到或接近国外先进水平， 但推广应用特别缓慢。因此，建议积极开展新材料的信息交流，尤其是科研人员与生 产者的沟通。 （3 ）重视模具材料的深加工，加速模具材料的制品化。模具生产企业需要多种 规格的模具材料，如圆钢、扁钢、厚钢、模块等，甚至是经过深加工的产品 7 。 （4 ）提高模具材料生产的专业化水平。建议成立专门的模具材料生产厂，提高 设备配套水平，提高生产水平，创建知名的模具材料品牌。 （5 ）提高国内模具材料供应的专业水平。目前流通领域中的经、代销商大都为 非专业的，销售公司的经营规模停留在较低水平上，有必要建立专业的模具材料销售 公司。 1 . 1 . 4 我国模具钢今后发展要求 （1 ）加速模具钢生产的制品化、精料化和模具钢经销的商品化 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 我国模具钢的品种规格较少，模具钢生产的制品化、精料化和经销的商品化程度 低。8 0 以上的模具钢仍以黑皮圆棒供货。越来越多的模具制造厂要求在模具设计完 成后，模具钢供应厂商能迅速提供所需钢材，减少库存钢材数量，缩短制模周期。但 中国钢材生产企业目前尚不适应这一商品市场机制，这是进口模具钢材的使用在中国 日益扩大的重要原因。 （2 ）大力推广应用性能优良的新型模具钢，不断完善模具钢钢种系列。 我国已开发出性能优异，达到或超过国外同类水平的特色新型模具钢，但这些新 钢的推广数量和应用范围不够大，有选择地开发先进模具钢，例如开发粉末冶金模具 钢，多元易切削系塑料模具钢，开发玻璃、陶瓷，耐火砖和地砖等成形模具用钢，完 善中国的模具钢系列。 （3 ）进一步提高模具钢的质量 我国某些特殊钢厂已采用炉外精炼、真空冶炼、快锻机和精锻机等生产模具钢， 模具钢的质量有大幅度提高，如D 2 、P 2 0 等，出口产品的质量可以达到国际先进水平。 但国外对纯度要求较高的模具钢大部分采用电渣重熔，进一步提高了钢的纯净度、致 密度、等向性和均匀性，减少偏析。我国还需要在这方面进一步开展工作。 （4 ）加强先进模具热处理技术的推广与应用 模具的可控气氛热处理与真空热处理应进一步得到发展，对一些行之有效的模具 表面热处理技术，应完善其工艺，加强其推广和应用。提高装备和工艺材料的制造水 平，加强热处理专业厂的建设。 1 . 2 模具机构的设计 1 . 2 . 1 内侧抽芯的结构 （1 ）内侧抽芯机构介绍 当塑件带有侧凹或者侧孔时，在被推出之前必须先进行侧向抽芯，即从塑件中抽 出成型侧凹或者侧孔的瓣合模块或侧向型芯，然后塑件才能顺利脱模，完成侧向型芯 或瓣合模块的抽出与复位的机构成为侧向抽芯机构 8 1 0 。 带内侧抽芯机构注射模具， 顾名思义， 是制造出常用塑件内侧带有凸台或者凹槽， 塑件上有侧向孔、侧向凸凹、侧向的凸台，因塑件内侧有凹槽，模具上用于成型该处 的零件就必须做成可侧向移动的零件，以便在脱模之前或脱模时抽出侧向成型零件， 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 否侧就无法脱模，要求塑件能从模具架中顺利取出。 （2 ）常见内抽芯机构的结构形式 塑料制品的内侧经常会有凸台和凹穴，除用斜导柱内侧抽芯结构进行抽芯外，也 可采用斜滑块内侧抽芯结构。根据塑料制品结构的特点。根据塑料制品结构的特点， 可用用不同形式的斜滑块内侧抽芯结构。 （a ）斜导柱侧向机构 斜导柱侧向机构抽芯机构除了完成塑件外抽芯外，还可以对塑件进行内侧抽芯 （b ）斜滑块抽芯机构的工作原理 斜滑块抽芯机构适用于塑件侧孔或侧凹较浅但成型面积较大的场合。斜滑块侧向 抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块侧向运动，在塑件被推出的同时由斜滑 块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧向抽芯和内侧向抽芯两种。 （c ）斜导杆抽芯机构的工作原理 斜导杆是斜滑块的一种变形形式，其动作原理与斜滑块机构抽芯机构相同，所不 同的是斜导杆是矩形截面的细长杆件，刚度较差，故适用于抽芯力较小的场合。 1 . 2 . 2 选定斜导杆机构完成此次课题 根据课题要求，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度 地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性，选择斜导杆机构作为完成此次零件注 射。但需要考虑的是斜导杆抽芯机构的设计要点，如图 1 . 1 所示： （1 ）斜导杆的设计要点 （a ）斜导杆的形状：斜导杆上端为塑件侧凹的成型部位，其结构形状。所显示 机构简单，加工方便，不易变形，但容易产生水平飞边；结构容易变形，飞边与塑件 边缘易变形，飞边与塑件边缘易形成位置偏差，尽量不用。 （b ）模板上斜导杆孔尺寸的确定：以斜导杆与模板接触的两点 A 与 B 作垂直线 线，以斜导杆宽度尺寸 C 作水平线，两者相交得以矩形截面（图中阴影部分形状） ； 再以该矩形截面中心为圆心画圆，该圆与矩形截面之间至少留有（0 . 5 ）的间 隙，否则斜导杆运动受到干涉，所画圆的直径即为模板上斜导杆的孔径尺寸。 （c ）斜导杆与推杆直接按的距离 L 应大于斜导杆侧向抽芯行程 S ，以避免斜导杆 推出时与推杆发生碰撞。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （d ）为了提高斜导杆的强度和刚度，减少斜导杆与模板之间的磨损，再模板上 常常镶嵌经淬火的垫块，对斜导杆进行支撑和导向。 （2 ）斜导杆座的设计要求 斜导杆下端与斜导杆座用转销连接，斜导杆座用螺钉固定再推杆固定板上，设计 时应注意以下几点： （a ）两个或两个以上的斜导杆，其运动方向一致且间距较小时，可共用一个斜 导杆座，但要注意两销钉直接按的距离 d 不应小于 4 m m 到 5 m m （b ）当斜导杆强度较差，需要缩短其长度或推杆固定板厚度较薄时，可将斜导 杆座凸出推杆固定板或沉入推板内。 （c ）当斜导杆宽度较大时，其底部可切小用销钉固定，如图；当斜导杆太薄时 （5 m m 以下）或者无法采用销钉固定时，可采用切槽固定的方法。 （d ）斜导杆座一般采用 M 5 或 M 6 螺钉固定再推板固定板上。螺钉孔深不能穿过 斜导杆座的滑动部分。为了方便紧固螺钉，再推板上还设计有 1 3 m m 大小的圆孔。 图 1 . 1 斜导杆抽芯机构设计技术要求图 1 . 2 . 3 选根据内侧抽芯选定工件，进行工艺分析 （1 ）本次课题是带内侧抽芯机构注射模具设计。首先了解内抽芯机构的原理以 及设计要点。 （2 ）根据要求选定需要的塑料工件，我选择的是常用薄板零件。 （3 ）对塑件结构进行工艺分析，如图所示1 . 2 ；无特殊要求，尺寸公差按I T 7 级 精度查取 1 1 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （a ）塑件高1 0 m m ，宽度4 4 m m ，塑件成型性能良好； （b ）塑件内部有2 m m 1 0 m m 5 m m 凹槽，需要用内抽芯的方式取出。 （c ）必须避免在塑件的分型面处出现毛边 （d ）塑件表面要求光泽无裂痕，未明确粗糙度为R a = 6 . 3 m 图1 . 2 薄板零件 1 . 2 . 4 此薄板零件的材料的选择 通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材 料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说， 要考虑的主要是材料 的力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硬度等.该塑件对材料的要求首 先必须是透光性好，其次才是成型难易和经济性问题。 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 2 . 2 范围内，在众多的材料中只有比木材的相当密 度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。 塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。 且塑料材料具有优异的加工性能。 此薄板零件选择聚苯乙烯（非结晶型）俗称 P S ，作为注射材料，其特点是成型性 能好，成型前可不干燥，但注射时应防止溢料，制品产生内应力。由于是一般性民用 品，以性能上，价格上都符合我们主要要求，其它如拉伸强度，断裂伸长率等则是次 要考虑的指标（这由塑件的工作环境决定) 。P S为塑件材料是最初选定的。因为除了 质脆和抗拉强度稍微显得性能不足，它所拥有的特性符合我们的塑件要求，但这些不 是我们主要考虑的。 1 . 2 . 5 绘制模具装配图草图 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 模具装配图的设计应先从绘制装配图入手， 根据塑件的具体情况， 经过认真考虑、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。以下就是装配草图中应考虑到的几个重要部分： （1 ）成型零件的结构及安装方法：塑件成型的好坏直接影响塑件质量、加工的 难易程度。选择合理的成型位置能使成型结构在现有的设备状况下，基本满足技术上 的需要，易于加工、易于修改维修和更换。 （2 ）确定浇口位置及结构形式：模具设计中的一个重要环节就是浇口套的位置 确定。浇口位置是保证浇注塑件快速和均匀的关键，所以我们要在保证塑件表面不受 损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排气方法等，使 注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注塑料。 （3 ）确定分型面的位置和结构形式：分型面是塑件取出时和浇注系统分离的接 触面。一般情况下我们在设计时应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口 形式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考 虑设计。 （4 ）选择成型设备：根据塑件的具体情况，选择相适应的注射机并进行模具设 计。成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是最大投影面积。根据这 两个参数及可选用合适的成型设备。 （5 ）侧抽机构的确定：根据塑件侧壁凹凸槽或孔及螺纹结构选择合适的侧抽机 构。 （6 ）顶出机构的确定：定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在 动模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，碍，折实顶出机构在注射机顶杆 的驱动下将成型塑件从动模中顶出。 （7 ）确定温度调节方式：温度的控制直接影响了塑件成型的尺寸、质量、外观 和效率，所以每个模具都必须尽可能好的设计温度控制部分，为了取得较好的冷却效 果，对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺寸形状等，并预先考虑流出 足够的冷却水路的安装空间。 （8 ）确定主要结构件的尺寸：通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮 廓，这时应确定导向机构的导柱及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 安装位置，以及各组合部分的连接形式及所必须的支承板、支承块等。 1 . 2 . 6 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按 1 ：1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 1 . 3 课程任务要求 本课题的任务内容是要求设计一副带内侧抽芯机构的注射模，以此为基础，完成 模具制造的工艺设计。并绘制 C A D 三维造型设计。带内侧抽芯机构注射模要求一模一 腔，并自动脱凝料。完成该注射模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工艺设计。 2 方案与设计 根据带内侧抽芯零件（薄板零件）机构的设计要求，本次设计我选择了斜导杆抽 芯机构。选择的薄板零件是一个结构简单的零件，设计的重点在于薄板零件内部有凹 槽，不能直接推出，成型模具需要采用内侧抽芯的成型结构，所以符合此次题刻设计 要求。根据查找的各方面资料 1 2 ，开始选择了斜滑块抽芯和斜导杆抽芯机构两种方法 来实现。在比较之后，前者适合抽芯力较大的场合，后者更符合薄板零件的要求，此 处的抽芯力较小。所以我采用了斜导杆内抽芯机构注射模具。斜导杆方案如图 2 . 1 ： 设计时要注射斜导杆座的位置关系，斜导杆的旋转的位置，旋转的角度，零件要完成 脱模的同时，斜导杆与支撑板，型芯之间还不发生干涉。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 装配草图 3 带内侧抽芯机构注射模的详细设计过程 3 . 1 注射成型的准备 3 . 1 . 1 注射成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料 从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱 塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状 和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。 图 3 . 1 注塑成型压力时间曲线 （1 ）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验， 并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型 工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对 模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以 利于脱模。 （2 ）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可 分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示 3 . 1 所示。图中 T 0 代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T = T 1 ）时，熔体压力迅速上 升，达到最大值 P 0 。从时间 T 1 到 T 2 ，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会 继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不 断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝 结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的 程度越高。 从螺杆开始后退到结束 （时间从 T 2 到 T 3 ） ， 由于模腔内的压力比流道内高， 会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时 为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 （3 ）制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复 杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结 晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效 变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。 （4 ）退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件 进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的 1 0 2 0 至热变形温度以下 1 0 2 0 之间； 调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工 序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件. 调湿处理所用的加 热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为 1 2 1 ，加热温度为 1 0 0 1 2 1 ，保温时 间与制件厚度有关，通常取 2 小时9 小时。 3 . 1 . 2 注射成型工艺 （1 ）温度：注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度 等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎 现象”； 模具温度一般通过冷却系统来控制； 为了保证制件有较高的形状和尺寸精度， 应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。 （2 ）压力：注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力 用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力 的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像 P S 流动性好的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背 压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除 物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减 小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的 使用范围约为 3 . 4 M p a 2 7 . 5 M p a 。 （3 ）时间：完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间， 保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等） ，在 保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要 的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为 3 s 5 s ，保压时间一般为 2 0 s 1 2 0 s ，冷却时间一般为 3 0 s 1 2 0 s （这三个时间都是根据塑件的质量来决定 的，质量越大则相应的时间越长） 。可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有 差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定 制品成型工艺参数 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 注射机的选择 3 . 2 . 1 注射机分类 （1 ）注射机按外形特征可分为立式、卧式、直角式三种 1 3 。 （a ）立式注射机：注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。优点：占地 少，模具拆装方便，易于安放嵌件。缺点：重心高，加料困难；推出的塑件要由手工 取出，不易实现自动化，容积较小。 （b ）卧式注射机：注射装置与锁模装置的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。 优点：重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自行脱落，易实现自动化。缺 点：模具安装麻烦，嵌件安放不稳，机器占地较大。 （c ）角式注射机 注射装置与锁模装置的轴线相互垂直排列。优点、缺点介于立式注射机和卧式注 射机之间。特别适用于成形中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。 （2 ）注射机按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。 （a ）柱塞式注射机：注射柱塞直径为2 0 m m 1 0 0 m m 的金属圆杆，当其后退时物料 自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄 片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射 机，注射量小于3 0 g 6 0 g ，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。 （b ）螺杆式注射机：螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、 排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受 熔体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压 缸的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。 目前，在注射机的标准中，有用注射量为主参数的，也有用合模力为主参数的， 但大多以注射量合模力来表示注射机的主要特征。 国内标准主要有轻工部标准、机械部标准和国家标准。注射机型号中的字母S 表 示塑料机械，Z 表示注射机，X 表示成形，Y 表示螺杆式（无Y 表示柱塞式）等。 3 . 2 . 2 注射机的选用 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注射机的选用包括两方面的内容：一是确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射 模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内； 一是调整注射机的技术参数至所需要的参数。 （1 ）注射机类型的选择：根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、 现有设备及注射工艺等进行选择。 （2 ）注射机规格的初选：根据以往的经验和注射模的大小，先预选注射机的型 号，之后要进行以下的校核。 （3 ）注射机参数的校核： （a ）最大注射量的校核 塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的8 0 % ，注射机多以公 称容量来表示。 （b ）注射压力的校核 注射机的公称注射压力要大于成形的压力。 （c ）锁模力的校核 由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力 应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象。 （d ）安装部分的尺寸校核 应校核的尺寸包括喷嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射机的喷嘴头部的球面半径R 1 应与模具主流道始端的球面半径R 2 吻合，以免高 压熔体从狭缝处溢出。 R 2 一般应比R 1 大1 m m 2 m m ， 否则主流道内的塑料凝料无法脱出。 为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈 或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸d 应与注射机固定模板上的定位孔呈较 松动的间隙配合。 注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模 具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注 射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况： 一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注 射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决 定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。 3 . 2 . 3 选择注塑机 （1 ）由公称注射量选定注射机 由注射量选定注射机. 由 P R O / E 建模分析得（材料密度取= 1 . 0 5 4 g / c m 3 ） ： 总体积 V = 1 5 . 1 8 c m 3 ； 总质量 M = 2 0 . 5 5 g ； 流道凝料 V = 0 . 5 V ( 流道凝料的体积（质量）是个未知数，根据手册取 0 . 5 V （0 . 5 M ） 来估算，塑件越大则比例可以取的越小； 实际注射量为： V实= 1 5 . 1 8 1 . 5 = 2 2 . 7 7 c m 3 ； 实际注射质量为 M实= 1 . 5 M = 2 0 . 5 5 1 . 5 = 3 0 . 8 3 g ； 根据实际注射量应小于 0 . 8 倍公称注射量原则，即： 0 . 8 V公V实 V公= V实/ 0 . 8 = 2 2 . 7 7 0 . 8 = 2 8 . 4 6 c m 3 （2 ） 一次成型的塑料重量 （塑件与流道凝料之和） 应在注塑机理论注射量的 1 0 % 8 0 % 之间；既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力，则选 5 0 % 8 0 % 为最佳。 （3 ）塑件的形状较复杂，壁厚不均，也无特别高的精度要求，但是塑件的材料为 P S ，粘度为中等，一般选用的压力为 1 0 0 M p a 1 4 0 M p a ，P S的注射压力在 6 0 M p a 1 0 0 M p a 。塑件的结构较复杂，取 P = 8 0 M p a （a ）塑件的投影面积计算 A = 4 4 X 4 4 = 1 9 . 3 6 c m 2 （b ）型腔的压力计算 P腔= 2 / 3 P = 5 3 . 3 M p a （c ）锁模力的计算 F = A P腔= 4 1 . 3 2 X 5 3 . 3 = 2 2 X 1 0 4 N 根据计算，初选柱塞式注射机：X S - Z - 6 0 。 3 . 2 . 4 注射机有关参数的校核和最终选择 （1 ）模具闭合高度的校核 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 44 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 安装模具的高度应满足： H m i n H H m a x 设计模具高度为： H总= 2