【毕业设计论文】按钮开关触点座注射模设计- 毕业设计说明书（论文）（理工科专业学生用）【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 毕业设计说明书 按钮开关触点座注射模设计 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 模具行业的发展.3 1.2 注射模具设计要求.6 1.3 毕业设计任务要求.10 2 方案分析与设计11 3 按钮开关触点座注射模的详细设计13 3.1 塑料注射成型机的选择.13 3.2 注射模具分型面的选择.18 3.3 注射模具浇注系统的设计.20 3.4 注射模具成型零件和模体的设计.25 3.5 注射模具的顶出机构的设计.29 3.6 冷却系统.32 4 模架结构的设计35 4.1 标准模架选用.35 4.2 标准零件的设计.36 4.3 塑料注射模具型腔常用加工方法及设备.38 5 模具相关校核计算42 5.1 注塑机参数的校核.42 5.2 注塑机安装模具部分的尺寸校核.44 结束语46 致谢47 参考文献48 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1 . 1 模具行业的发展 模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料 制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的 要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求，与传统的模具设计相 比，计算机辅助工程（C A E ）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在 降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。 美国 M O L D F L O W 上市公司是专业从事注塑成型 C A E 软件和咨询公司，自 1 9 7 6 年发 行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型 C A E软件市场。M O L D F L O W 一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，M O L D F L O W 的技术和服务提高了 注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，M O L D F L O W已成为世界注塑 C A E的技术领袖。利用 C A E技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过 程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、 分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方 法的一 次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有 着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用 C A D技术，而且还要采用 C A E 技术，这是发展的必然趋势。 近十多年来，国外先进国家的模具技术水平得到了飞速发展： ( 1 ) C A D / C A M / C A E 技术的应用 在欧美 C A D / C A M / C A E 已成为塑模企业普遍应用的技术。在 C A D 的应用方面已经超 越了甩掉图板，二维绘图的初级阶段。目前 3 D 设计已达到了 7 0 % 、8 9 % ，P r o / E ，U G ， C I 以 T R O N 等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2 D 设计，同时也获得 3 D 模型，为 N C 编程和 C A D / C A M 的集成提供了保证。应用 3 D 设计，还在设计时进行装配 干涉的检查，以保证设计和工艺的合理性。在欧美的塑模企业中，为了提高 C A D 技术 的效率，塑模标准件的采用率一般在 8 0 % 以上 1 。 ( 2 ) 激光技术的应用日益受到重视 激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方 面。快速成形是根据C A D 的数据, 不借助任何机械加工工具, 通过逐层增加材料的方法 ( 如聚合、粘结、烧结等) 快速制造出零件原型或零件实物, 故也称快速原形制造( 缩 写为P R M ) 技术。快速成形技术主要有立体光固造型( S L A ) , 选择性激光烧结( S L S ) , 分层实体制造( L O M ) 等。该技术将C A D 技术、激光技术、C N C 技术、材料加工和材料 科学技术有机地结合起来, 给模具制造业带来了根本性的变革 2 。 与传统的模具设计制 造相比, 它能比数控加工更快、更方便地设计并制造出各种复杂的原型, 使模具的制造 成本和生产周期减少1 / 2 , 明显提高生产率。国内的一些大型企业集团, 如海尔、春 兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面, 并取得显著的经济效 益。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 3 ) 模具材料先进 随着模具工作条件的日益苛刻，对模具的质量，特别是钢的纯净度、等向性的水 平提出了更高的要求。 为达此目的国外普遍采用电炉外精炼工艺生产纯净度高的模 具钢， 对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高 的模具钢，大部分采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀 性，减少偏析。 因此，模具钢的质量有了较大提高。为了加强竞争力量，适应经济 全球化的发展趋势， 国外模具钢的生产从分散趋向于集中， 并多家公司进行跨国合并， 为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科 学研究基地，形成几个世界著名的工模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工 业。 1 . 1 . 1 国内模具技术发展及目前水平 我国模具行业近年来发展很快, 据不完全统计, 目前模具生产厂点共有2 万多家, 从业人员约5 0 万人, 全年模具产值约3 6 0 亿元, 总量供不应求, 出口约2 亿美元, 进口 约1 0 亿美元。 当前, 我国模具行业的发展具有如下特征: 大型、精密、复杂、长寿命 中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平; 塑料模和压铸模成比例增 长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速; 股份制改造步伐加快等。 从地区分布来看, 以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南 沿海地区发展快于中西部地区, 南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集 中的省份是广东和浙江, 其模具产值约占全国总产值的6 0 % 以上。我国模具总量虽然已 位居世界第三, 但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家, 模具商 品化和标准化程度也低于国际水平 3 。 全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移, 中国正成为世界制造业 的重要基地。 制造业模式的变化, 必将产生对新技术的需求, 也必将导致 C A D 技术的 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 发展。 同时, 由于网络技术的大面积应用, 正如 1 0 年前由于成本的大幅度下降, 使得 微机进入千家万户改变我们的生活一样, 网络应用的普及将在更大程度上改变制造业 的模式。随着中国加入 W T O , 逐渐成为世界制造业的重要基地, 将要求我国的产品要有 创新性, 并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场 4 。作为产品 制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线, 模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外, 还需要更多的“高技术”来保证。 1 . 2 注射模具设计要求 1 . 2 . 1 塑件分析 注射模的一般设计程序与普通热塑性注塑模基本相同，所不同的是在设计之前要 选择成型工艺方法、设备和模具类型，而这一过程正是新型注塑模具设计的关键，其 次才是模具的具体设计。通常，在大多数注塑件能够采用两种或多种注塑工艺方法和 模具类型来注塑成型，但还应该从材料性能、各种工艺类型和相应模具特点及其所能 成型制品的质量、经济性、制约条件等角度综合考虑，以得出最佳或相对较好的方案。 在任何情况下设计模具，是针对具体模具塑件设计相应的模具，因此首先遇到的 问题是如何选择确定塑料品种和注塑工艺路线，最终确定模具类型。确定类型是一个 复杂的总和过程，首先要从模具设计的最终目的塑件要求成型合格制品来考虑， 分析塑件的形状结构特点、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外观要求、质量和质量偏差 要求、强度和刚性要求、装配要求、使用环境条件要求等因素，在此基础上依据塑料 材料性能初步筛选出可以考虑采用的塑料品种、注塑工艺路线和相应的注塑机类型及 相应的模具类型。 1 . 2 . 2 塑件的成型性能 塑料的基本性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能、耐老化性能、卫 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 生性能、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等。但这里设计重点是讨论与成型加工有关的 性能。本设计所涉及的模具可用于成型热塑件塑料、热塑性和热固性增强塑料、热固 性塑料、弹性体（包括热塑性弹性体等） ，下面对直接影响模具设计的成型加工性能 分别加以叙述。 ( 1 ) 收缩率 各类材料收缩率大小顺序为：弹性体，纤维增强或填料填充的弹性体，热塑性塑 料，纤维增强或填料填充的热塑性塑料，热固性塑料，纤维增强或填料填充的热固性 塑料。软质弹性体收缩率大于硬质弹性体，软质热塑性塑料收缩率通常大于硬质热塑 性塑料。材料的收缩率在很大程度上决定了制品所能达到的精度，影响模具浇注系统 和成型零件设计，有时甚至决定了注塑工艺方法和模具类型，比如收缩率大的塑料不 能用于精密注塑。 塑件的收缩率具有复杂性和多变性，因为影响收缩率的因素除配方和注塑工艺条 件外，还有与模具浇口设计（数量、位置、形状、尺寸） 、塑件壁厚、型腔中的拐角、 加强筋、嵌件、型芯结构尺寸有关。制品成型过程的收缩率通常有以下几个部分决定： 熔体充满型腔后有熔体到固体阶段的熔体冷却收缩 （对热塑性塑料） 和固化相变收缩， 这一部分收缩量较大，但由于保压过程补充了收缩量，所以模具设计不考虑这一部分 收缩。塑件固化后在模内及模外冷却到室温的收缩，即由线胀系数决定的收缩，这一 相比较简单，可以测出。由结晶（对结晶性聚合物）引起的收缩。由取向引起的收缩。 后两项变化无常，他们随注塑工艺条件，浇口形状、尺寸、数量和布置、型腔形状结 构尺寸，冷却速度（对热塑性材料）或交联固化速度等因素而变化，设计时需要结合 经验和试验确定。 ( 2 ) 流动性 在浇注充模时，热固性塑料和部分热塑性塑料流动性较好，弹性体和大多数热塑 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 性塑料流动性中等或较差。物料的流动性相对模具细节设计有诸多影响，浇注系统形 式，浇口形状、尺寸、数量和布置，配合间隙，排气问题等设计都与流动性有关，冷 却或加热系统、型腔形状与壁厚等因素又能影响物料的流动性，从而影响上述细节设 计。流动性的好坏涉及到流动过程中在流动通道各处剪切梯的大小，即影响到取向， 进而影响收缩率的变化。设计是需要把物的重点：一是分析充模过程物料流动方向， 二是流动性对模具设计细节的影响范围和影响程度。流动性好，则浇注系统阻力可以 大一些，成型零件之间配合精度要高一些，排气问题需要特别考虑。流动性差，则要 尽可能减少浇注系统阻力， 对配合精度和排气要求不高， 但冷却系统的设计需要注意， 过度冷却会影响充模及熔接强度。 ( 3 ) 结晶性 结晶通常是对具有结晶性的热塑性塑料弹性体（包括橡胶）而言。结晶问题主要 影响制品的收缩率，不同材料有不同的收缩率，同一种材料的收缩率受配方、注塑工 艺条件、模具温度和冷却速度、制品出模温度、制品脱模后的冷却环境和条件、制品 冷却到室温后的存放时间影响变化。与结晶相关的模具设计细节主要是冷却系统设 计，即冷却要均匀有效，以确保塑件在完成大部分结晶后脱模，因为制品在模内冷却 收缩是夹持冷却收缩，有利于尺寸稳定，而在模外冷却是自由收缩，难以确保制品形 状和尺寸的稳定，特别是一些塑料的后结晶现象明显，如聚乙烯塑件，在模外冷却到 室温后的几天内仍会因缓慢结晶而收缩。 ( 4 ) 热敏性 热固性塑料、部分热塑性塑料、橡胶在注塑过程中对热有不同程度的敏感性，这 里的热对模具设计而言有两方面的含义：剪切生热和长时间受热。剪切生热主要关系 到浇注系统设计特别是浇口形状、尺寸、数量和浇口布置，比如使用点浇口时，浇口 数量越多，剪切就越弱，剪切发热就越少。受热时间的长短主要关系到浇道设计是否 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 合理，是否能最大限度地减少树脂的滞带量和滞留时间。 ( 5 ) 热性能与固化特性 热塑性塑料和塑性弹性体的熔点（或熔体流动温度） 、结晶温度、热变形温度影 响模具冷却系统的设计， 热固性塑料和橡胶固化特性影响模具加热系数的设计。 此外， 制品脱模时的软、 硬、 脆特性将直接影响模具脱模顶出系统的结构形式和尺寸的设计。 1 2 3 模具类型 在确定注塑工艺路线后，相应的模具大类型也就确定。每一类模具中又有若干类 不同的结构原理的模具，需要根据塑件原材料、形状结构、尺寸精度、制品批量以及 设备情况进行细致的分析平衡， 确定出事宜的模具结构类型。 例如拟生产酚醛注塑件， 设备有热固性注塑机， 可以考虑采用的模具类型有普通热固性注塑模、 温流道注塑模、 热流道注塑模、绝热流道注塑模。如果塑件没有特殊要求且批量很少，则选择结构简 单、成本的普通热固性注塑模，就能完全满足要求，且经济性好；如塑件有一定批量 且塑性要求不高，则可采用温流道注塑模，温流道注塑模结构相对简单且对设备要求 不高；如塑件批量大，则可考虑采用绝热流道注塑模或热流道注塑模。此外，还应结 合各类模具特点及所能够成型的塑件的质量和精度综合考虑。 1 . 2 . 4 模具设计 模具浇注系统设计、分型面确定、型腔数的确定和型腔布置、型芯型腔结构形式 的确定、排气问题、冷却或加热设计、侧抽芯、脱模机构设计等模具细部设计的程序 和基本考虑与普通热塑性或热固性注塑模有很多相似之处，设计师可以参考。但要注 意，每一类型注塑模都有其特殊之处体现在模具的某一或某及部分设计上，如热固性 注塑模型芯型腔结构形式和排气要求、弹性体、注塑模脱模方式、精密注塑模的配合 精度及模具刚性要求和排气要求等，因此在设计时要深入研究各类注塑模的特点和特 殊要求，根据塑件的具体情况将其特点准确体现在设计方案上，这样才能把握设计要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 点，保证设计成功。各类模具的细部设计将在下面详细阐述。 1 3 毕业设计任务要求 本课题是按钮开关触点座注射模的设计。要求对塑件进行测绘，并完成其 C A D 三 维造型设计。按钮开关触点座注射模要求一模两腔。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。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 方案分析与设计 如图2 . 1 ，合模的时候滑块在斜导柱的作用下，运动到低，这样型腔型芯滑块一 起够成了塑件的形状，等注塑冷却后，滑块里有弹簧，在弹簧的作用下退开，后面有 螺丝定位。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 装配图 1 - 滑块；2 - 水道；3 - 顶料杆；4 - 顶针；5 - 垫脚 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 按钮开关触点座注射模的详细设计 3 1 塑料注射成型机的选择 3 . 1 . 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 5 ( 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 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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。 ( c ) 注射机规格及主要参数 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 . 1 . 2 注射机的选用 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 6 。 ( 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 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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 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 . 1 . 3 注射成型机的计算 ( 1 ) 注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射 A B S 时在对空注射条件下，注射机螺 杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。由于 A B S 的密度为 1 . 0 5 1 . 2 g / c m 3 ， 收缩率为 0 . 4 % 0 . 8 % ，即它的单位容量与单位质量向近，所以在目前实际中为便于计 算，有时还沿用过去的习惯，通常也用其质量可作粗略计量 7 。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力， 标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体 积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 V m 。 V m 0 . 8 V z 式中 V m 成型零件与浇注系统体积总和 V z 注射机最大注射容量 ( 2 ) 最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说 在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S ，只能小于这个 数据时才能正常可靠的注射 8 。 式中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； ( 3 ) 模具的闭合高度 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定 着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合 下列的要求： H小H 大 H 式中 H小注射机允许的最小厚度，m m ； H小注射机的实际闭合高度，m m ； H小注射机允许的最大厚度，m m ； H = 1 5 0 + 8 0 + 1 0 = 2 4 0 m m ； ( 4 ) 定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采 取动配合的连接形式，以保证模具体对中。 ( 5 ) 模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此 注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射 模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓 孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。 ( 6 ) 模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便 于注射机顶杆通过。 该产品材料为 A B S ， 查资料得知其密度为 1 . 0 5 g / c m 3 1 . 2 g / c m 3 ， 收缩率为 0 . 4 % 0 . 8 % 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 塑件质量: 塑 M = 2 1 . 7 5 + 2 1 . 7 5 = 4 3 . 5 0 g 估算出浇注系统体积 浇 V = 2 0 c m 3 , 可得浇注系统的质量为 = 2 0 1 . 1 2 2 g 塑 M = 4 3 . 5 0 + 2 2 = 8 1 . 6 9 g 而产品注塑量是低于注塑机最大注塑量的 8 0 % 。即 M （产品+ 凝料）M （注塑机 最大注塑量），即注塑机最大注塑量至少为 8 1 . 6 9 g 。参照上面的注塑机表格选择 X S - Z Y - 1 2 5 型 1 2 5 克的注塑机。 3 . 2 注射模具分型面的选择 3 . 2 . 1 分型面概述 分型面是前模与后模之间的分界面。前后模从这里分开后，前模模面称之为前模 分型面，后模面称之为后模分型面；当两个面贴合在一起时变成一条线，这条线就成 为前后模之间的分界线，即也是前后模的分型线。前后模从这里分开之后才能取出产 品。因此合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件 9 。 分型面的类型主要有以下几种 ( 1 ) 产品塑胶都在前模（在 P L面以前） 。大多数机壳，类如计算机显示器外壳， 显示器底座。 ( 2 ) 分型面在塑胶中间。如薄型平板件、圆筒外形、圆球形件。 ( 3 ) 分型面在投影最大处、在 R 与直线相交获相切处。如产品口部需要圆角的。 ( 4 ) 分型面是曲线的。如滑槽，计算机鼠标外壳也是曲面。在设计此模具时将两 曲面与中心线对称，使铭牌的两斜面背靠背，这样做可以使合模时在分型面上产生的 侧向分力互相抵消，前后模之间就不会产生位移。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 5 ) 使塑件在开模后留在动模上。 ( 6 ) 浇注系统，特别是浇口能合理的安排 3 . 2 . 2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则：a ) 保持塑料外观整洁；b ) 分型面应有利于排气；c ) 应考 虑开模是塑料留在动模一侧；d ) 应容易保证塑件的精度要求；e ) 分型面应力求简单适 用并易于加工；f ) 考虑侧向分型面与主分型面的协调；g ) 分型面应与注射机的参数相 适应；h ) 考虑脱模斜度的影响 1 0 。 3 . 2 . 3 分型面的选择 先对产品进行拔模分析以确定产品的分型面在哪里。经过分析产品的拔模角度选 择- 3 到 3 ，分析图如下图所示： 图 3 . 1 分型面 0 以上的部分是留在定模上面，0 以下的部分留在动模上面。0 的区域可留在动 模也可以留在定模上，视情况而定。首先我们要把实体产品的破孔处修补起来，U G 中使用的实体修补，而 P R O E中却要用面去修补，使用面修补比较繁琐。下面展示实 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 体修补的结果，如下图所示, 蓝色部分是滑块的补块，其他部分如圆孔处的补块就留 在动模上了，此图可以看出此模具会有三个滑块。 图 3 . 2 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 3 . 3 . 1 浇注系统 从主流道开始到产品的型腔之前的最后一段距离称为浇注系统，主要分为大水直 浇口和侧浇口。直浇口的浇注系统只有主流道这一段与产品相连，而侧浇口浇注系统 使主流道、分流道、支流道和产品相连。 3 . 3 . 2 浇注系统的形式 大水口类分为直浇口和侧浇口两种。直浇口就是浇口直接与产品连接，它只有主 流道，没有分流道、支流道和进料口。侧浇口是从产品侧面进料的浇口，它又分为： 搭边进浇口、扇形浇口、平缝式浇口（搭边进料的特殊形式） 、后模潜浇口（潜伏式 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 浇口） 、牛角式潜水浇口、前模潜浇口 1 1 。 细水口（点浇口类） 。有单件单个进料点（也称为简化细水口） ，有单间多个进料 点。大件的塑胶件需要多个进料点才能保证缩短充浇时间。 浇口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。 3 . 3 . 3 浇注系统的设计原则 总的原则是粘着液的塑料能够平稳顺利地充满型腔，成型完好的塑料制品。 ( 1 ) 保证塑料流体流动稳定，应与排气槽相结合，使塑件在填充时不产生涡流和 紊流。使粘流态的塑料流动平稳顺畅，从而获得好的塑件制品。流到内应该平滑但不 要太光滑，大约用 6 0 0 号砂纸抛光就可以了。 ( 2 ) 流程应该尽量短。一是减少流道内的塑料。二是要缩短填充时间，减少热量 损失，加快生产过程，提高生产效率。 ( 3 ) 尽量避免正面冲击细小型芯和细小嵌件，以免细小型芯弯曲、细小嵌件移位。 万以避免不了时，一是改变进料口的角度，即冲塑胶方向；二是将型芯两端固定，固 定嵌件。 如果塑件较小，可以单点进料；如果料件较大，单进料压力小，产品容易翘曲变 形或缺塑胶，应改为两点或多点进料。进料位置应该选择适当，应在塑胶位面积较大、 塑胶位较厚处，使塑胶易于流动。 图 3 . 3 浇注图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 尽量避免塑胶量悬殊太大的产品排在一套模上，这不利于浇注系统的设计和制 造。大部分产品上进料口位置的选择受产品在模具上的排位制约，所以必须与排位设 计统筹兼顾，不能顾此失彼。 此产品是小件，而且产品的端部有燕尾槽，产品如果采用点浇口三板模具的话， 各成型零件紧凑不适合，所以改在产品的端部进胶，采用侧浇口的进胶方式，而且便 于修建。 3 . 3 . 4 注射模具浇口的设计 ( 1 ) 浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰 当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。 ( 2 ) 浇口的作用 浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截 面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作 用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下： 浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔 体通过挠口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为 理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还 可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔 体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件 与浇口凝料的分离 1 2 。 ( 3 ) 注射模浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐 式浇口和爪形浇口。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( a ) 直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单 型腔模具。 特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有利于消除深型腔处气体不易排 出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力 均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹， 影响塑件的美观。 ( b ) 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔 处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式， 它具有直接浇口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。 ( c ) 侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状 多为( 扁槽) ，是限制性浇口。侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上。 特点是由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不 留明显痕迹。 侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口。 扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加、 厚度逐渐减少的呈扇形的侧浇口， 平 缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小。主要用来成形面积较小、尺寸较大 的扁平塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在 塑件上痕迹也更明显。 ( d ) 环形浇口 对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口，环形浇口的特点是进料均 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易排出，熔接痕可 基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 ( e ) 轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进 料，这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多且去除浇口容易。这类浇口在生产中比 环形浇口应用广泛。多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮辐浇口的缺点是增加 了熔接痕，会影响塑件的强度。 ( f ) 爪形浇口 爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，其头部与主流道 有自动定心的作用，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺 点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 浇口位置的选择原则：尽量缩短流动距离；避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕，提高熔接强度。 ( 4 ) 浇注系统平衡设计 ( a ) 浇注系统的平衡概念 为了提高生产效率，降低成本，小型( 包括部分中型) 塑件往往采取一模多腔的结 构豫应尽量采用型腔平衡式布置的形式。若根据某种需要浇注系统被设计成型腔非平 衡式布置形式，则需要通过调节浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到一致， 这就是浇注系的平衡，亦称浇口的平衡 1 3 。 ( b ) 浇注系统的平衡计算方法 浇注平衡计算的思路是通过计算多型腔模具各个浇口的 B G V ( B a l a n c e d G a t e V a l u e ) 值来判断或计算。浇口平衡时，B G V 值应符合下列要求：相同塑件的多型腔模 具，各浇口计算出的 B G V 值必须相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口计算出的 B G V 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 值必须与其塑件型腔的充填量成正比。 3 . 3 . 5 冷料穴和钩料脱模装置 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存 注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进 入流道，将堵塞流道并减缓料流速度 1 4 。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推 板式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联 动。 3 . 4 注射模具成型零件和模体的设计 3 . 4 . 1 注射模具型腔的结构设计 型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合式。 整体式型腔由整块材料加工而成的型腔。它的优点是：强度和刚度都相对较高，且不 易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。它的缺点是：切削量大，使模具成本较高，同 时给热处理和表面处理带来困难，只适用于形状较为简单的中、小型模具，但随着工 业技术的发展，随着电蚀机床、仿型机床、数控机床的广泛应用。有些形状复杂的大 型模具也有采用整体式型腔结构的。 型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工， 特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的 同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。 型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔 多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于抛光 研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大面积 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 塑件的大型型腔上。 在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击 力，因此模具型腔应该有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承受的力大体有合模 时的压应力、注射过程中塑料流动的注射压力、浇口封闭前一瞬间的压力保证和开模 时的压应力，但型腔所承受的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在 变化 1 5 。在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔 向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度，型腔将会弹性恢复，当型腔的弹性 变形恢复量大于塑件壁厚的收缩量时，将压紧塑件，引起塑件顶出困难，甚至将塑件 留在型腔中。如果型腔强度不够时，会产生塑性变形，即引起型腔的永久变形，特别 严重的会使型腔破裂，酿成事故。所以在模具设计时要首先考虑使型腔的壁厚和底板 厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变 形。 型腔侧壁厚度的计算 ( 1 ) 按强度计算 其壁厚 S 按下列公式计算 =1 2 p rS （3 - 1 ） 式中 型腔材料的许用应力, = 1 5 6 . 8 M P a p型腔内单位平均压力，p= 3 8 . 4 M P a r型腔内半径，r= 1 2 m m 代入公式得：s= 4 . 7 m m ( 2 ) 底板厚度的计算 按强度计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 其壁厚 H 按下面公式计算 1 . 1 p rH = （3 - 2 ) 型腔材料的许用应力， = 1 5 6 . 8 M P a p型腔内单位平均压力，p= 3 8 . 4 M P a r型腔内半径，r= 1 2 m m 代入公式得：H= 6 . 5 m m 3 . 4 . 2 注射模具型芯的结构设计 型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式。 3 . 4 . 3 注射模具成型零件的尺寸确定 ( 1 ) 型腔尺寸计算 型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的 1 / 2 ，取负偏 差，再加上- 1 / 4的磨损量，而型芯深度则再加上- 1 / 6的磨损量，这样的型芯的计算 尺寸的表述如下。 ( a ) 型腔的径向尺寸的计算式： () + += 0 * 00 4 3 1SDD ( 3 - 3 ) 0 D 型芯的最小基本尺寸； 0 D塑件的最大基本尺寸； S塑件的平均收缩率，S= 0 . 6 % ； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型腔的各径向尺寸 mmD26 * 0 = mmD O 18. 0 0 54.27 + = ( b ) 型腔的深度根据尺寸的计算公式 () + += 0 * 00 3 2 1SHH ( 3 - 4 ) 0 H 型腔深度的最小尺寸； * 0 H塑件的最大基本小尺寸； S塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型腔的各深度尺寸 mmH23 * 0 = mmH 14. 0 00 4 .24 + = ( 2 ) 型芯尺寸的计算 型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸, 因此应选择塑件公差的 1 / 2 , 取正偏差, 再加上 1 / 4的磨损量, 而型芯高度则加上 1 / 6的磨损量. 型芯的计 算尺寸表达如下。 ( a ) 型芯的径向尺寸的计算式： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 () 0 * 00 4 3 1 +=Sdd （3 - 5 ） 0 d 型芯的最大基本尺寸； * 0 d 塑件的最小基本尺寸； S塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型芯的各径向尺寸 mmd24 * 0 = mmd 0 18. 00 5.25 = ( b ) 型芯的高度尺寸的计算 () 0 * 00 3 2 1 +=Shh （3 - 6 ） 0 h 型芯高度的最大尺寸； * 0 h塑件内形深度的最小尺寸； S塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型芯的各高度尺寸 mmh21 * 0 = mmh 0 14. 00 3 .22 = 3 . 5 注射模具的顶出机构的设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 5 . 1 注射模具的顶出机构 顶出机构的分类：按驱动方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、启动顶出 1 6 。 按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。 ( 1 ) 推出机构的结构组成 在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的机构称为 推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机 械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。 结构组成：由推出、复位和导向零件组成。 ( 2 ) 结构分类 手动推出、机动推出、液压或气动推出。 ( 3 ) 结构设计要求 塑件留在动模, 塑件在推出过程中不变形、不损坏, 不损坏塑件的外观质量, 合模 时应使推出机构正确复位, 动作可靠。 ( 4 ) 结构设计 ( a ) 推杆推出机构 推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自 由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合 精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产 中广泛应用。 但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑 件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。 ( b ) 推管推出机构 推管推出机构是用来推出圆筒形