毕业设计（论文）-φ60x100衬筒注塑模具设计（全套图纸）

沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本 科 毕 业 设 计 题 目： 60X100 衬筒注塑模具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1204 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期： 2016 年 5 月 30 日 论文答辩日期： 2016 年 6 月 8 日 摘摘 要要 近几年好多国家都在发展机械行业，与机械相关的各个行业都越来越 重视 CAD/CAM 技术，如今 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共 性技术，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越 来越高的要求,国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为 工程塑料模具。同时还因为塑料制品及模具的 3D 设计与成型过程中 3D 分 析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 在本次毕业设计中， 通过运用三维实体造型高端软件 UG 对“衬筒”外形 进行 3D 造型，同时也设计了其塑料注塑模的 3D 模型；还根据所设计的模 具尺寸选择安装了相应的模架，最终生成了直观的结构设计图；此外还利 用 CAD 绘制了模具装配图以及各种成型零件图。 关键词：关键词：CAD/CAM；塑料；模具；UG Abstract A lot of countries in the development of machinery industry in recent years, every industry pay more and more attention to related to mechanical CAD/CAM technology, CAD/CAM technology has now developed into a relatively mature technology, with the rapid development of our country home aPEliance industry of mold industry, puts forward higher and higher requirements, especially plastic mould, in 2004, as a proportion of the plastic mold in the mold industry has risen to 30%, according to experts predict that in the next few years, China plastic mould industry will continue to maintain an annual growth rate of more than 10% of the high speed of development. Domestic demand in injection mold plastic mold market is the largest, the key for engineering plastic mold development. Also because of the plastic products and mould 3 d design and molding process of 3 d analysis is the plastic mold industry plays a more and more important role. In this graduation design, the high- end software UG three- dimensional entity model is used to shape of “t type mounting bracket“ 3 d modeling, and design the 3 d model of the plastic injection mold; Also according to the design of the mould size choose to install the corresponding mold frame, the resulting intuitive structure design; In addition to use CAD draw the mold assembly drawing as well as a variety of molding part drawing. Key words:CAD/CAM;plastics;mold;UG 目 录 目 录 II 第一章 绪论 . 1 第二章 产品材料 . 4 2.1 成型产品材料 . 4 2.2 注塑模具材料 . 4 第三章 成型工艺分析 . 6 3.1 衬筒零件图 . 7 3.2 塑件的工艺性分析 . 7 3.3 塑料材料的基本特性 . 7 3.3.1 材料成型特性 . 7 3.3.2 塑件材料成型性能 . 8 3.3.3 尺寸精度分析 . 8 3.3.4 表面质量分析 . 8 3.4 模塑设备的选择 . 8 3.5 塑件注射工艺参数的确定 . 10 3.6 注射模的结构设计 . 10 3.6.1 分型面的选择 . 10 3.6.2 确定型腔的排列方式 . 11 3.6.3 浇注系统的设计 . 12 3.6.5 浇注系统的平衡 . 14 3.6.6 推件机构的设计 . 15 3.7 导向机构的设计 . 15 3.7.1 导柱的设计 . 15 3.7.2 导套的设计 16 3.8 冷却装置的设计 17 3.8.1 冷却时间的计算 17 3.8.2 冷却水管直径 . 17 3.8.3 冷却水道的结构 . 18 第四章 成型零件的设计及有关计算 . 19 4.1 型腔结构设计 . 19 4.2 型腔工作尺寸计算 20 4.3 型芯结构设计 . 22 4.4 型芯工作尺寸计算 . 22 第五章 模架的选择 . 25 第六章 注射机的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.1 最大注射量的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.2 注射压力的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.3 锁模力的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.4 模具外形尺寸校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.5 模具厚度校核 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6.6 开模行程的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 28 结论 29 致谢 30 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 模具行业的发展历程印证着中国制造业的蓬勃发展，模具行业的蒸蒸日上，表现 着中国制造产业的日益兴旺。目前，塑料模工业在我国已经大概经历了半个多世纪的 发展，从起步到现在，模具的水平也已经相应有了非常大的提高。塑料工业的不断发 展致使对塑料模具的要求也越来越高标准。与此同时，由于今年进口模具中，对于高 精密、大型、形状复杂、使用寿命长的模具的需求量占大多数，所以，从减少进口数 量和提高国产化率等角度出发，这一类高档模具在市场上的份额将会进一步增加。 塑料工业也随着国民经济的增长有了更进一步的增长，企业技术装备、市场开发 能力、市场竞争力等方面也随着经济增长也都有了相应的提高，同时也因为经济的增 长，对于注塑产品的配套服务需求量也有了一定幅度的增大，这给注塑行业带来了一 定的机遇和发展。 我国的注塑行业在设计制造等方面和德国、美国、法国等工业发达的国家相比还 是落后许多，主要体现在一下几点： （1）国内的自配率不足，中低型模具处于供过于求，中高档模具则是处于供小 于求的情况，在模具的精度高低、寿命长短、成本高低、制造周期长短等方面与大部 分发达国家还存在差距。注塑成型设备，目前我国模具的容量范围 2g- - 92000g、微克 量范围从最少的 6.5mg 到最大 160mg、 超精密范围也能到 0.1um- - 0.6um、 国内容量范 围最小 4g，最大 50000g、微克量 2.5g、精密：0.01mm 至 0.03mm，存在着相当大的 差距，不仅仅是模具精密加工制造技术，和发达国家相比之下连大型模具的设计和产 品创新设计也存在着一定的差距， 精密模具高档模具绝大部分现在仍然是依靠进口提 供5。 （2）模具设计技术方面的人才不足，模具方面的科研开发以及技术攻关投入较 少。缺乏产品自主开发生产的能力，其中很大一部分都是以仿制为主，能做到的只有 相对的“国产化” ，而不是完全，具有国际竞争能力的知名产品几乎没有5。 （3）工艺装配水品还远远不够，使需要修复的情况增多，造成钳工比例过高。 与国外相比而言，我国的制品深加工技术，具体表现在产品的表面加工、喷涂、多点 超波焊接、热焊接等等。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 2 （4）标准化生产和设计的水平相较之下低，商品化的程度也是一样。 （5）材料的质量和性能差，技术不够，对生产成本和周期等方面有很大影响。 国外成型技术发展动向“多层三明注塑成型技术” 、 “超声波辅助成型技术” 、 “细微孔 成型技术”和“注塑减压成型技术”等等，我国市场和技术上尚属空白5。 另外，模具产业的大能耗、低生产率、高污染是当务之急。 我国注塑模具的发展方向：根据现在存在的问题也可以知道现在应该往大型、微 型和精密化的方向发展，这样才能弥补现在注塑模具存在的问题与不足；其次，致力 于发展热流道技术，提高塑件的生产率和质量，节约原材料；发展气辅模具，降低成 本，当然这样的前提是必须要保证产品的质量6；以及发展高压直射成型技术，减小 局部应力应变从而提高塑件的质量；注重节能环保，保护环境；注重快速经济模具的 发展，缩短产品的生产周期；重视在材料的选择上尽量优质和相应先进的表面处理技 术的运用7。 计算机辅助设计的应用包括本文用到的 CAD 以及 UG 都在注塑模具设计与制造 过程中起到了很大的作用，不仅提高了生产的效率，也改变了原先的仅仅只能依靠传 统经验进行设计的弊端，也能减少实际制模过程中制模造成成本提高的问题的下降， 虽然如此，我国注塑模具方面相对来说还是比较薄弱。 模具有很多很多的种类，每种都很重要应用都很广泛，每一样我们都缺少不了， 模具是一个大家庭， 正是由于每个家庭的共同努力下， 模具才会取得这么高速的发展。 塑膜越来越得到广泛的应用，现在科技越来越发达，塑料的物理性能和化学性能有了 质的飞跃，例如延展性，强度，抗疲劳性等。况且塑料非常便宜，它是可再生资源， 经过简单的化学加工后就可以得到，和铁比在这方面有着极大的优越性。 塑料的组成大多数是高分子聚合物，它可以随便的变化自己形状和外形，还可以 自由改变自己的成分这样的性质决定着它有着很强的流动性，它的化学性质什分活 泼。 塑料现在和以前相比有这几方面的不同； 1 塑料现在越来越强硬，强度和一些刚没有多少差别，在汽车领域也被广泛的应 用。 2 强大的延展性,可以拉伸区域,不易损坏。 3 塑料很轻便，和同体积的铁元素相比异常轻便。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 3 4 色彩比较丰富，什么的颜色基本都可以适用。 5 塑料非常容易成型，所耗费额材料少 塑料模具的制造也很简单但它可以变化成很多类， 因为它受它的形状和注射剂类 型的影响。模具组成主要由四部分组成，浇筑系统，调温系统等。 现在的模具制造业越来越重要，这几年塑料模具在模具的比重中占有很大的比 例，使用塑料模具的频率和以往相比逐渐增加，应用到各个行业里，大到军事中，小 到餐桌上。所以说塑膜现在的前景很好，也是我为什么做塑膜的一个主要原因。 模具在工业生产中，作为特殊基础工艺装备，起着至关重要的作用，其生产过程 结合多种高新技术：精密制造，计算机，智能化，俨然已经成为当今高新技术产业。 采用模具技术批量生产，具备如下特点：生产效率高，一致性好，节能节材，精度高 和复杂程度高。 基于这些优点， 在国民经济中， 模具技术已被应用于各行各业， 比如： 制造、电子、飞机、航空、医疗设备、生物、家电等。模具工业，在基础工业中是非 常重要的。正所谓：工业要发展，模具需先行。现如今，模具水平的高低，已成为标 榜国家工业发展的重要指标，也是让国家保持竞争力的重大保障之一。 近年来，国内的模具行业发展的非常快。在整个模具行业中，塑料模具所占的比 率约为 30%。随着国内建材，电子通讯，汽车等行业的快速发展，在模具行业中，塑 料模具所占的比率越来越大，而且其发展速度之快，很快将会领先于其它模具行业。 以家电行业为例， 随着家电产量、 销量的急速发展， 家电模具存在着巨大的潜在市场。 根据国家统计局报导，电视机，电冰箱，空调等产品已经有了几个百分点的增长。 该课题塑件采用的是 PE，属于热塑性塑料，因此采用注射成型。由于降低成本 和产品开发竞争激烈，所以为了生产附加价值更多的产品，制造商必须积极寻找最佳 成型方法，来成型公司的产品，力求用个性化的技术，生产个性化产品。这些都促进 注塑成型和注塑机的技术进展。因此，注射成型是一种低成本，塑料制品大规模生产 的优良的加工方法，同时，也是高技术商品开发必不可少的加工技术。 在产品开发和降低成本的激烈竞争，提升附加值的产品，制造商必须积极发展以 形成成型公司的产品该公司自己的最好的办法，力求用个性化的技术，生产个性化产 品。 这些恰恰是动态注塑成型和注射成型技术的进步。 因此， 注射成型是一种低成本， 优良的大规模生产方法加工塑料制品，也是高科技加工不可缺少的商品开发。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 产品材料 4 第二章 产品材料 产品材料主要包含两部分，分别为成型产品材料和模具产品材料，随着模具行业对 产品材料的不同要求，两种材料都在朝着长寿命、高性能、轻质量方向发展，成型产品 材料一般主要是塑料，其主要来源是从石油提取物化学反应中得到，而模具材料主要是 制造业中常用的钢或者金属合金等常用金属材料。 2.1 成型产品材料 所谓成型产品其实就是塑料制品，塑料一般是用树脂通过塑化后形成的。天然树脂 与人工树脂是树脂的两大种类，其中人工树脂又被称为合成树脂。塑料的分类方法也比 较多， 按分子链在凝固后的结构形态分成结晶型、 半结晶型、 非结晶型。 结晶型塑料 （例 PE、PE、PA、POM 等）凝固时，有晶粒到晶核的生长过程，形成一定的体态。非结晶 型塑料（例 PS、PVC、PMMA、PC 等）凝固时，没有晶粒到晶核的生长过程，只是自 由的大分子链的冻结。另外按塑料对热作用的反映还可分为热塑性和热固性塑料。除了 化学特性外，塑料的物理特性对成型件也有一定的影响，包括热容量、熔化热（熔化浅 热） 、比热容、热扩散系数（导热系数其值） 、导热系数、密度与比容、膨胀系数与压缩 系数等性能参数。 2.2 注塑模具材料 注塑模具材料主要是指模具结构的加工制作材料，一般包含钢与非钢合金两大类材 料，非钢合金包含了铜合金、铝合金、锌合金、钢结硬质合金、低熔点合金。具体如下： (1)铜合金：铜合金主要用作塑料模具材料，主要是铍青铜,如 ZCuBe2、ZCuBe2.4 等。其中铍青铜可用于制造吹塑模、注塑模，模具材料性能较佳。 (2)铝合金：在注塑模具材料中常用的铸造铝合金有 ZL101、ZL201、ZL302 等，其 质量较为轻便，主要用于制造要求高导热率、形状复杂、耐蚀的塑料模具。 (3)锌合金：用于制造塑料模具的锌合金大多为 Zn- 4Al- 3Cu 共晶型合金,主要用来制 作模具型腔，并可制作较为复杂并且要求相当光洁度的模具型腔,锌合金，价格低廉，可 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 产品材料 5 降低制模费用、缩短制模周期，这类锌合金适合于制造注塑模和吹塑模。 (4)钢结硬质合金：钢结硬质合金是以钢为粘结相, 以碳化钛、碳化钨等碳化物为硬 质相, 用粉末冶金方法生产的复合材料。 我国生产的模具用钢结硬 质合金的典型牌号有 GT35、R5、T1、D1、TLMW50、GW50、GJW50 等。 (5)低熔点合金：利用低熔点合金浇铸吹塑模具的型腔, 不仅可以缩短模具的制造周 期，节约大量钢材，而且还节省劳力。低熔点合金的种类很多，目前使用较简单的一种 是 WBi=58%、WSn=42%的铋锡合金。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 6 第三章 成型工艺分析 3.1 衬筒零件图 图 3.1 衬筒零件图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 7 3.2 塑件的工艺性分析 所谓的关于工艺性分析，就是对塑件进行成型前的结构分析，对塑件结构进行详细 工艺分析，熟悉各个尺寸的技术要求，比如圆度，倾斜度，表面粗糙度等等，是为后续 注塑工序提供一个很好基础，保证注塑过程的稳步进行。 （1）塑件材料：PE； （2）生产批量：大批量； （3）精度等级：5 级。 3.3 塑料材料的基本特性 本次塑件是采用 PE(聚乙烯)注塑成的。查相关手册可知： 该塑件的原材料为 PE（聚乙烯） ，耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯 化,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性 能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯 冲击强度高,耐疲劳,耐磨.低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于 制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件. 3.3.1 材料成型特性 1.由于塑件材料采用的是 PE，根据其材质属性，可知该材料吸湿小,不须充分干燥, 流动性极好，材料在流动性对压力极为敏感,成型时宜用高压注射,且进料温度要湿度,填 充速度快,保压充分。为此不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大。同时还要注意选 择浇口位置,防止产生缩孔和变形。 2.材料收缩范围和收缩值大,易变形翘曲。 冷却速度宜慢,要在模具结构中设置设冷料 穴,充分考虑冷却系统。 3.塑件材料的加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤。 4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可进行强行脱模。 5.在注射阶段可能发生融体破裂,因此不宜与有机溶剂接触,以防开裂. 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 8 3.3.2 塑件材料成型性能 PE 注射成形的工艺参数 注 射 机 类 型 螺杆转速/ （r/min） 喷嘴 料筒温度 模具 温度 注射 压力 /Mpa 保压 压力 /Mpa 注射 时间 /s 保压 时间 /s 冷却 时间 /s 成形 周期 /s 形 式 温 度 前段 中段 后段 螺 杆 式 3060 直 通 式 170 190 180 200 200 220 160 170 40 80 70 120 50 60 05 20 60 15 50 40 120 柱 塞 式 直 通 式 170 190 180 200 190 220 150 170 50 70 70 100 40 50 05 15 60 15 50 40 120 3.3.3 尺寸精度分析 影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等， 塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择） ，飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响 制品的精度。按 GB/T14486- - - - 1993 标准，塑料件尺寸精度分为 7 级，本塑件精度取 MT5 级1。 3.3.4 表面质量分析 该零件图上未注明表面粗糙度，故按照常规选取为 Ra1.6um，要求不得有毛刺，没 有其他特别的表面质量要求，故比较容易实现。 3.4 模塑设备的选择 注射量是模塑设备的选择主要依据，因此需计算塑件的质量，经计算，塑件的体积 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 9 V=70.9 3 cm 根据 设计手册可查得 PE 的密度为 0.92g/ 3 cm ，故塑件的质量 为 W=70.90.92=65.228g 图 3.2 塑件体积 根据以上因素及计算结果，考虑塑件的外形尺寸、模具高度、注射时所需压力和一 般工厂的现有设备等情况，本模具采用一模两腔的模具结构，螺杆式注射机额定注射量 适合的型号为 XS- ZY- 1000。 表 3-1 XS-ZY-1000 型注射机相关数据 注塑机型号 XS- ZY- 1000 额定注射量 1000cm 3 螺杆（柱塞）直径 85mm 注射压力 121Mpa 注射行程 260mm 注射方式 螺杆式 锁模力 4500KN 最大成型面积 1800 最大开合模行程 700mm 模具最大厚度 700mm 模具最小厚度 300mm 喷嘴圆弧半径 R18mm 喷嘴孔直径 7.5 mm 顶出形式 两侧设有顶杆，机械顶出 动、定模固定板尺寸 900X1000mm 拉杆空间 650X550mm 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 10 合模方式 液压 液压泵 流量 200、18L/min 压力 14Mpa 电动机功率 13KW 加热功率 16.5 KW 机器外形尺寸 7670X1740X2380mm 3.5 塑件注射工艺参数的确定 根据设计手册并参考工厂实际应用的情况，增强 PE 的成型工艺参数可作为如下选 择： （1）预热温度：8085 C o 时间 23h； （2）料筒温度：后段 150170 C o 中段 165180 C o 前段 180200 C o ； （3）喷嘴温度：170180 C o ； （4）模具温度：5080 C o ； （5）注射压力：60100Mpa； （6）成型时间：注射时间 2090s 高压时间 05s 冷却时间 20120s 总周期 50 220s； （7）螺杆转速：30r/min； 上述工艺参数在试模时需作适当调整。 3.6 注射模的结构设计 3.6.1 分型面的选择 在制造业中分型面一般按照以下几个原则进行选择：1.分型面通常选择的位置为产 品外轮廓的最大处；2.产品尽量留在动模的一侧以便于能够顺利的拿下产品；3.尽可能 地满足产品的精度方向的要求；4.能够充分的满足产品外观要求；5.能够使模具能够更 好更快的加工；6.考虑模具产品的排气效果的影响，避免气纹，困气的产生；7.考虑分 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 11 型面对所形成的产品面积是否存在影响； 衬筒模具正常可以分成两个或两个以上的主要部分。接触表面分离取出塑料碎片和 浇注系统设置，也是一个重要因素是决定模具结构，塑料零件的分型面可能只有一个选 择，可能有几个选项。合理选择分型面更是完整的塑料成型的必要条件。 除了这些基本原则,分型面选择考虑腔的大小的投影面积的分型面。 为了保证侧卧位 的位置的核心和抽芯机构运动平稳,应以浅侧凹洞或短侧凸平台为核心的方向,和深凹洞 或更高凸平台放置在打开和关闭的方向。结合上述的要求，分型面设计在衬筒最大轮廓 面，具体如图 3.3 所示： 图 3.3 分型面 3.6.2 确定型腔的排列方式 应本次毕业设计任务书要求，并充分考虑成型产品的质量要求，极大满足成型塑件 的尺寸精度要求，故我们在模具选择采取的是一模两腔的的结构。由于本模具生产的是 衬筒，大批量生产，模具生产过程中，为了提高生产速度多采用一模多腔的形式，但是 在本次毕业设计中为了确保我们得到的产品的一致性，我们不采用一模多腔的模式；再 有每当我们在模具中增加一个型腔，由于生产过程中可能出现的多种不确定因素，从而 导致我们所需要的型腔会产生各种误差，以至于对我们的产品造成不良影响，例如尺寸 精度或许会因为如此而下降 4%左右，而对于衬筒这种对尺寸有较高要求的产品，我们 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 12 一般不采用多型腔的模具，而会选择一摸两腔的模具。 由于衬筒采用的是一模两件成型，所以，型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇 注系统的排列和模具的平衡。 本塑件在注射时采用一模两腔，考虑到模具成型零件和出模方式的设计，模具的型 腔排列方如图 3.4 所示。 图 3.4 型腔的排样 3.6.3 浇注系统的设计 注射模浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到模腔之间的进料通道。它的作用是平滑 引进熔体进入型腔，利用注射机的填充压力将熔体传送到各个部位的空腔，以获得尺寸 稳定性，外观清晰，流畅和茂密的塑件表面。因此，浇注系统的设计直接关系到生产效 率和注塑成型的塑料部件的质量。 浇注系统可分为热浇道系统与一般浇注系统的两种类型。 一般浇注系统组件 注塑模具浇注系统的浇口，浇口和冷料穴四个部分。 （1）主流道 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通 道。用于熔体从喷嘴到模具型腔的流动通道，主流道的大小直接影响型腔的填充时间， 主流道直径的选取适当，可大大的提高熔体流动速率，缩短注塑周期。 根据设计手册查注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴孔径为 d=3mm,喷嘴前端球面半径 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 13 R=12mm。 根据模具主流道与喷嘴 SR=SR1+（12）mm 和 d=d1+(0.51)mm，取主流道球面 半径 SR=13mm；小端直径 d=3.5mm。 （2）分流道 分流道位于主流道和型腔之间的流道入口部分，主要是在即将到来的熔体从每个腔 的过渡通道的主渠道转移和导流作用，也是铸造系统和熔体流动截面的变化转向过渡通 道。 常见的分流道类别主要包括： 圆形截面分流道、 U 形截面风分道、 梯形截面分流道、 半圆形和矩形截面分流道。如图 3.5 所示： 图 3.5 各分流道截面对比 圆形截面分流道优点：表面积与体积比值最小，在容积相同的分流道中，圆形截面 分流道的塑胶与模具的接触面积最小，因此其压力损失及温度损失小，有利于塑料的流 动和压力的传递。查找相关资料可知，PE 分流道的直径推荐值 210mm。 本次设计为了快速填充，所以采用分流道直径采用 6mm 。如图 3.6 所示。 （3）浇口 浇口是物料流进入模腔之前，最狭窄的部分，而且最短的浇注系统，浇口一般小而 短，如此设计浇口的目的是为了加快塑料流进入模腔，易于充满型腔，减少填充时间， 防止塑料在到达型腔之前凝固，破坏注塑过程。而且可以密闭腔口，防止熔体的回流。 为了保证零件外观要求，本次设计采用潜伏浇口。 （4）冷料穴 在每个注塑周期中，最前端的物质接触后，与模具的冷却温度，被称为冷的硬质材 料，以防止的冷喂料插头栅极或影响质量的零件设置冷料穴，它的作用是存储凌材料。 冷料穴一般设在主干道结束时，有时也在年底分流冷料创造。 浇注系统设计的基本原则 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 14 1）必须了解塑料的工艺特点; 2）排气良好; 3）防止核心和塑性变形; 4）降低熔体流动性和塑料的消费; 5）简单的敷料和保正外观品质的塑料部件; 6）需要热和压力损失最小。 图 3.6 分流道及浇口分布 3.6.5 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。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道 的长度相等，形状及截面尺寸都相同。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 15 3.6.6 推件机构的设计 推出机构把塑件及浇注系统从从型腔中或型芯上脱出来的机构。 推出机构组成：推出部件（推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板、推杆垫板、限位 钉） 、推出导向部件（推杆导柱、推杆导套） 、复位部件（复位杆） 。 本设计中采用推筒顶杆，也就是型芯的内部。为了使顶杆能较好的将塑件推出，且又要 有成型面的要求(在塑件内部有突出部分，顶杆上部中央需凹陷一个圆形球面)，需要有 较大截面积和一定的形状，要另外对顶杆进行精加工。其结构和位置如图 3.7 所示。 图 3.7 推出机构 3.7 导向机构的设计 3.7.1 导柱的设计 导向机构是模具结构中的重要组成结构之一，导向机构对于塑料模具来说是必不可 少的部件，导向机构主要包括导柱和导套。模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所 以必须有导向机构，导向机构主要是定位和导向的作用，导向机构受一定的侧压力，一 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 16 般的导柱所露出在分型面上的长度要比型芯高 6- 8 毫米，以避免导柱型芯先进入型腔与 其碰撞而损坏型腔和型芯。至于配合精度问题一般采用过度配合，导柱装入模板多用二 级精度第二种过渡配合，硬度调节到 HRC50- 55，配合光洁度要求为7，导柱如图 3.8 所示： 图 3.8 导柱 3.7.2 导套的设计 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒一圆角，且导柱孔为通孔，这样容 易排气，材料用 T8A，使其硬度应低于导柱硬度，这样就可以减少摩擦，以防止导柱或 导套拉毛。导套的精度与配合，是采用二级精度过渡配合压入定模模板。导柱布置见图 3.9： 图 3.9 导柱布置 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 17 3.8 冷却装置的设计 冷却装置的设计是为了降低注射机在注塑过程中熔料在流道中的温度，防止温度过 高对塑件和模具结构产生影响。模具的温度是指模具型腔和型芯的表面温度。无论何种 塑料进行注塑成型，均会有一个比较合适的温度范围，在此温度范围内，塑料熔体的流 动性好，容易充满型腔，塑料脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以 及表面质量也比较高。为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度的调 节系统。因为塑料注射模温调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。 实际上模温设计恰当与否，直接关系到生产成本与经济效益。 3.8.1 冷却时间的计算 本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。是否需 要冷却系统可作如下设计计算。 1、由于制品为空心，按平板类计算其冷却时间 )( )( ln 2 2 ws wm TT TTt = 冷却所需的时间 s t塑件厚度 mm Tm塑料熔体注塑温度 查表取 170- 180 Tw模具温度 查表取 50- 80 Ts塑料热变形温度 查表取 83- 103 塑料的热扩散率 mm2/s 9.610- 4m2/h 0.267mm2/s s32. 8 4100 40160 14. 3 4 ln 14. 3267. 0 5 2 2 = = 3.8.2 冷却水管直径 为使冷却水处于湍流状态，查资料取 D=6mm 结合模具的结构取 2 条冷却管道会造成模具温度会分布不均，故这里取 6 条。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 成型工艺分析 18 3.8.3 冷却水道的结构 由于该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为 6mm，其分布如图 3.10： 图 3.10 冷却水道的结构 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 成型零件的设计及有关计算 19 第四章 成型零件的设计及有关计算 在我们需要的模具中，决定我们产品的生死的有很多因素，而其中一个决定我们能 不能被我接受的是产品外形与尺寸能不能达到我们的要求，而决定这个问题的就是由模 具成型零件负责的。成型零件是决定产品的外形与尺寸的零件。它是直接负责着与熔体 接触的“重任” ，接受着高温高压熔料的“洗礼” ，在脱模阶段还需跟产品有着摩擦的影 响。正因为成型零件的有着如此重任，所以我们在设计它时需要对其外形、尺寸精度以 及表面粗糙度严格把关。同时，我们在设计时也必须遵循可靠而且可行的设计规则，让 它的结构充分合理的设计，以及要具有良好的特性。 在我们设计的成型零件中关乎产品外形与尺寸的是如下几个：凸模、凹模、型芯以 及成型杆等。因而我们在设计这些零件时，需根据我们使用的材料以及所需产品的结构 跟要求， 从而凭借这些要求再来决定我们型腔的结构； 进而确定分型面、 设计浇注系统， 再进行产品脱模与排气的考虑。我们需要对成型零件的制造工艺进行了解进而才能确定 其结构与尺寸，同时对其中比较关键的部位进行强度硬度的校核。 成型零件是决定产品的外形与尺寸的零件。它是直接负责着与熔体接触的“重任” ， 接受着高温高压熔料的“洗礼” ，在脱模阶段还需跟产品有着摩擦的影响。正因为成型 零件的有着如此重任，所以我们在设计它时需要对其外形、尺寸精度以及表面粗糙度严 格把关。同时，我们在设计时也必须遵循可靠而且可行的设计规则，让它的结构充分合 理的设计，以及要具有良好的特性。 4.1 型腔结构设计 凹模是装在定模板里的镶件。用以成型塑料制品的外表面。其结构特点与产品结构 和模具加工方法。 报废一个积分和模块化的两个。 组合凹模整体刚度较小,且易于在塑料 制品的表面留下痕迹,影响美观,模具结构比较复杂。但组合凹模配合间隙排气,减少死热 变形;死容易磨损部件采用模块化,方便模具维护,避免放弃整个报废。 型腔它的构造不一样按不同的构造可以包括很多种例如整体嵌入式等。大致的是材 料在受力时抵抗变形的能力较强，