毕业设计（论文）-侧凹式浇注系统凝料脱模机构设计及仿真.pdf

太原工业学院毕业设计 诚信声明 本人郑重声明： 本论文及其研究工作是本人在指导教师的指 导下独立完成的， 在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文 献中列出。 本人签名：年月日 太原工业学院毕业设计 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计题目：侧凹式浇注系统凝料脱模机构设计及仿真 系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号： 112011115 学生：王栋指导教师（含职称）：王喜刚（副教授） 1课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解常 用机械加工设备应用以及模具结构原理、 熟练掌握机械及相关产品及其零部件结 构等方面的设计方法及设计思想等内容， 为学生在毕业后从事机构设计等方面的 工作打好基础。 2主要任务 （1）根据现有的各种机械和模具机构，通过对模具浇口脱落结构的分析比 选,确定侧凹式浇注系统凝料脱模机构的方案，并绘制该方案的结构总体图。 （2）根据确定的机构方案以及总体结构图设计出使用该机构成型的产品形 状图。 （3）设计结构总体图中所有非标零部件结构图。 （4）制作侧凹式浇注系统凝料脱模机构的仿真过程。 （5）针对以上设计过程，完成设计说明书一本。 3主要参考资料 1. 王伯平. 互换性与测量技术基础M. 北京: 机械工业出版社，2013 2. 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京: 机械工艺出版社，2000 3. 王运炎. 机械工程材料 M. 北京: 机械工业出版社，2014 4. 濮良贵. 机械设计 M. 北京: 高等教育出版社，2006 年 5. 张世昌. 机械制造技术基础 M. 北京: 高等教育出版社 2006 4进度安排 设计各阶段名称起止日期 1 分析题目，确定设计思路 3 月 3 日3 月 23 日 2 学习相关知识，收集资料、确定方案 3 月 24 日4 月 13 日 3 设计结构总图，及所有非标零件图等 4 月 14 日5 月 4 日 太原工业学院毕业设计 4 编写设计说明书 5 月 5 日6 月 1 日 5 完成毕业论文及答辩工作 6 月 2 日6 月 22 日 审核人审核人：田静：田静2014 年12 月30 日 太原工业学院毕业设计 I 侧凹式浇注系统凝料脱模机构设计及仿真 摘要：采用点浇口注塑模具，由于点浇口与塑件的连接面积较小，开模时可以实 现塑件与凝料的自动脱落。这种模具设计可以减轻工人劳动强度，提高生产率， 提高塑料注射成型的自动生产程度。 而且， 为了使塑件与凝料之间实现自动分离， 需要在定模部分增设一种机构，模具分型时推出凝料，这样会使塑料脱模机构变 复杂，也使模具的生产制造变得很复杂。对点浇口模具，当定模板与定模座板分 型时， 定模座板上的钻孔和拉料杆同时将凝料分别从浇口和流道中拉出来，随着 模具继续分型，在定距拉杆作用下，定模板停止运动并阻碍浇道凝料，使拉料杆 从凝料中拔出来，凝料自动从浇道中脱出。 关键词：关键词：注塑模具，点浇口，脱模机构，侧凹 Design and Simulation of the concrete release mechanism of the side concave gating system Abstract:Using point gate injection mold，because the point gate and plastic parts of connected area is lesser，mould can be achieved when plastic parts with coagulation material fall off automatically.The mold design can reduce labor intensity, improve productivity, increase the degree of automatic production of plastic injection molding.moreover, in order to make the plastic parts with automatic separation between setting material,need in the mold parts add a clot material introduced mechanism,this will make the plastic pieces of demoulding mechanism is complex.To point gate mold,When using the template and set the mold base plate parting, set mold base plate on the side of the notchand pull rod material at the same time, the coagulation material were pulled out from the gate and runner,as the mold tocontinue parting, under the influence of spacer bar,set the template to stop movement and hinder the sprue setting material, make the puller stem from the condensation of material and coagulation material automatically emerge from the sprue. Keywords:Injection mold,Point gate,Demoulding mechanism,Side of the notch 太原工业学院毕业设计 II 目录目录 1前言1 1.1注塑模具的发展.1 1.2模具设计要点.1 1.2.1采用弹簧顺序脱模机构1 1.2.2利用侧凹拉断点浇口凝料2 1.2.3利用球形拉料杆拉出浇道凝料3 1.2.4浇口板带动浇道凝料脱出球形拉料杆3 1.2.5塑料件的脱模4 2塑件结构设计5 2.1 塑件的尺寸.5 2.2塑件的表面质量影响因素.5 2.3塑件几何形状设计技巧.5 2.4塑件的形状.5 2.4.1塑件形状的要求5 2.4.2塑件形状的设计5 2.5塑件的圆角设计.6 2.5.1塑件圆角的要求6 2.5.2塑件圆角的设计6 2.6塑件的壁厚设计.6 2.6.1塑件壁厚的要求6 2.6.2塑件壁厚的设计6 2.7塑件脱模斜度设计.7 3分型面的选择8 3.1分型面的设计原则.8 4普通浇注系统设计10 4.1主流道设计.10 4.2分流道设计10 4.3浇口的设计.12 4.4拉料杆的设计.13 5成型零部件设计14 太原工业学院毕业设计 III 5.1型腔径向尺寸的计算.14 5.2型芯径向尺寸的计算.14 5.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算.15 6结构零部件设计16 6.1 支承零部件设计16 6.1.1固定板、支承板16 6.1.2动定模座板17 6.2合模导向机构设计.17 6.2.1导向机构的作用17 6.3导柱导向机构.18 6.3.1导柱18 6.3.2导套19 6.4 注射模的标准模架.20 7推出机构设计20 7.1推出机构的设计要求.22 7.2推出力的计算.22 7.3推杆推出机构.24 7.3.1推杆的形状24 7.3.2推杆的固定与配合24 7.3.3推杆位置的选择25 8 结论26 参考文献27 致谢28 太原工业学院毕业设计 1 1前言前言 1.1注塑模具的发展注塑模具的发展 在现代工业发展的过程当中，人们日益认识到模具的重要性，模具工业对于 推动整个工业技术的进步起到了非常重要的作用。 模具就是高效益和现代化的代 名词， 模具对于促进 “工业现代化” 具有深刻含义， 尤其是塑料模具的快速发展， 对整个社会的发展起到了促进作用。塑料模具对经济发展所起的作用越来越重 要，近几年来，塑料模具快速占据了塑料工业上产的主要市场，在塑料制造业中 所占的比重越来越大。 其中塑料制品质量的好坏和生产出完整产品所需时间的长 短，都跟模具有很大关系。因此，塑料模具的制造技术与设计水平，在很大程度 上标志着一个国家的工业发展的程度。随着模具制造业的快速发展，模具的生产 制造逐渐朝着微型、高精度和高效率的趋势发展。 1.2模具设计要点模具设计要点 普通流道的点浇口模具分型时需采用双分型面，即定模座板与定模板做定距 分型。对于多型腔的点浇口模具，浇注系统设有分流道，在主流道的下面设计冷 料井，并可采用球头拉料杆的结构。在设计可以实现凝料的自动脱落的机构时， 增加一些特殊的经过改进的机构装置，可以使模具的脱模过程实现高度自动化。 模具结构如图1所示。 1.2.1采用弹簧顺序脱模机构采用弹簧顺序脱模机构 定模板与定模座板分型时，定距拉杆既起到定距作用，又起到了支承辅助作 用，定模板 5和定模座板 2逐渐分开，定距拉杆的螺纹端固定在定模座板上，拉 杆头部拉住定模板，定距作用使分型的距离能取出点浇口凝料为止。定距拉杆如 图 2所示。 太原工业学院毕业设计 2 1-分流道侧凹； 2-定模座板； 3-定距拉杆； 4-弹簧； 5-定模板； 6-拉料杆； 7-型芯； 8-固定板； 9-顶杆； 10-注塑机顶杆； 11、12-导柱 图 1侧凹式浇注系统凝料脱模机构结构图 图 2 定距拉杆 1.2.2利用分流道侧凹拉断点浇口凝料利用分流道侧凹拉断点浇口凝料 在定模座板上钻一小孔，形成了分流道的侧凹 1。当定模板与定模座板分开 时， 侧凹1 内凝料对分流道的凝料起到拉动阻碍作用，分流道内的凝料与塑件在 点浇口处被拉断，凝料从定模板上脱出而留在定模座板 2的流道内，但是分流道 内的凝料还在定模板上。侧凹拉断口如图 3所示。 太原工业学院毕业设计 3 图 3 侧凹拉断口 1.2.3浇道凝料的拉出浇道凝料的拉出 在模具的继续分型过程中，浇道凝料被拉料杆从侧凹口全部拉出，凝料脱离 定模座板，凝料被拉料杆拉着随着定模板继续分型。 1.2.4定模板带动浇道凝料脱出球形拉料杆定模板带动浇道凝料脱出球形拉料杆 当限位拉杆 3的轴肩与浇口板 5的台阶接触时，由于限位拉杆 3的限制，定 模的定距分型即浇口板与定模底板的分型结束。注塑机继续开模，模具动模与定 模分型， 塑料件脱出型腔而留在动模的型芯 7上。 由于球形拉料杆 6固定在动模， 冷料井设在定模浇口板 5上，动、定模分型时，浇口板与动模分开，即浇口板与 球形拉料杆分开，在浇口板的作用下，把冷料井凝料强行地从球形拉料杆上刮下 太原工业学院毕业设计 4 来，使浇注系统凝料能自动地脱模，此时浇口板起到浇口推板的作用。 1.2.5注塑件的脱模注塑件的脱模 脱模机构的分型面继续分离，模具顶杆10 推动塑件顶杆9 将塑件从型芯7 上推出，塑件从模具上脱出。 太原工业学院毕业设计 5 2塑件结构设计塑件结构设计 2.1塑件的尺寸塑件的尺寸 塑料件总体结构尺寸的确定，需要考虑到塑料的流动性和设备的尺寸。根 据材料流动性的好坏，相对应的确定尺寸。流动性好的，尺寸取大，反之取小。 还要根据设备尺寸的大小，按比例确定塑件尺寸。 2.2影响塑件表面质量的因素影响塑件表面质量的因素 （1） 表面缺陷：包括有气孔、有裂纹、缺料、变色、飞边、粘膜、降解、凹陷 等。 （2） 表面光泽性：模具的光洁度决定了塑件表面的光泽度。 （3） 表面粗糙度：成型零部件的表面粗糙度决定了塑件表面的粗糙度。 （4）推杆的痕迹、塑件表面的熔接痕、拼接缝及毛刺等缺陷。 2.3塑件形状的设计技巧塑件形状的设计技巧 功能结构设计：主要是包括形状、尺寸、壁厚的结构设计； 工艺结构设计：主要涉及塑件的质量、生产成本和生产效率 造型结构设计：外形结构美观，给人以美感，如一些附加的图案、彩饰等。 2.4塑件的形状塑件的形状 2.4.1塑件形状的要塑件形状的要求求 在满足塑件生产实际应用的情况下，尽可能的简化模具结构，保证塑件质量 并提高生产率。 2.4.2塑件形状的设计塑件形状的设计 太原工业学院毕业设计 6 尽量保证脱模时简单容易，塑件侧壁尽量不要有凹槽或孔洞，以避免模具脱 膜结构复杂化。保证脱模机构简单可靠，不但使模具的制造成本降低，而且还会 提高塑件表面质量，提高了塑件的生产效率。 2.5塑件的圆角设计塑件的圆角设计 2.5.1塑件圆角的要求塑件圆角的要求 塑件上的圆角不仅增加了塑件的美观，便于塑件冲模时的流动，而且消除了 壁部转折处的凹陷等缺陷。 另外圆角还使塑件制品避免了因载荷的集中而导致的 机械强度降低。但是在塑件的某些部分比如型芯与型腔的配合处只能采用尖角。 2.5.2塑件圆角的设计塑件圆角的设计 圆角半径可以根据塑件壁厚来选取，通常不要小于0.51mm。内、外壁圆角 半径可取壁厚的11.5倍。如果塑件的内、外转角都是直角的话，外转角则由模 具型腔直角成型，容易在角顶处造成熔体不能完全填满型腔，使塑件外形遭到损 坏、不完整；塑料件的内转角由型芯直角成型，熔体流动速度快会对型芯造成一 定的冲击，容易形成不规则内转角。 2.6塑件的壁厚设计塑件的壁厚设计 2.6.1塑件壁厚的要求塑件壁厚的要求 壁厚不要相差太悬殊，尽量采用均匀。塑件壁厚还要尽可能小，前提是保证 塑件的正常结构及使用要求。 2.6.2塑件壁厚的设计塑件壁厚的设计 虽然塑件的壁厚应尽可能小，但是也不能过小，否则会加大流动阻力，尤其 对于大型的复杂塑件，成型比较困难；壁厚太大又会增加注塑成型成本，延长成 太原工业学院毕业设计 7 型时间，增加塑化及冷却时间，降低产品生产效率，所以不合理的壁厚容易导致 塑件冷却时产生内应力，使塑件产生气孔。裂纹、凹痕等一系列缺陷，降低了产 品的正品率。因此热塑性塑料通常选取24mm。 2.7塑件脱模斜度设计塑件脱模斜度设计 塑件的结构、形状、壁厚及塑件的冷却收缩、生产成型过程都对脱模斜度的 大小有一定的影响。一般斜度取 30130。塑件结构如图 2所示。 图 2塑件结构 太原工业学院毕业设计 8 3分型面的选择分型面的选择 浇注系统的设计、模具的框架结构、塑件脱出机构的设计和模具的生产制造 过程等对分型面的选择有一定的影响， 决定模具生产制造过程的一个重要部分就 是分型面，并且在模具设计中最重要的也是对分型面的选择。 3.1分型面的设计原则分型面的设计原则 分型面的选择决定塑料制件在模具中冷却成型后的位置，和注塑模具的生产 制造、设计要求，模具中各个零部件的格局布置的合理性，因此对选择分型面的 选择要准确、 全面地分析比较， 根据以下几项基本原则， 以选出较为合理的方案。 （1） 塑件在动、定模的方位确定后，在塑料制件外部轮廓尺寸最大处设置 分型面，可以保证塑件顺利从模具型腔中脱出来。 （2）为了使塑件顺利脱模，分型面的选择尤为重要因为脱模机构的顶出机 构在动模一侧，所以模具开模分型后塑件必须留在动模一侧，这样就有利于推杆 推出机构工作，在这个位置可以设置分型面；如果在定模内设置推出机构就会使 脱模机构变得非常复杂。如图 3.1a 所示，在注塑模具开模分型后塑件由于收缩 而产生包紧力留在型芯上，如果在定模部分设置推出机构，模具的复杂性增加； 若按图3.1b 分型，分型后塑件留在动模，利用注塑机的顶出机构和模具的推出 机构很容易推出塑件，模具结构简单。 a）b） 图3.1分型面对脱模的影响 太原工业学院毕业设计 9 （3）分型面的选择应有利于模具的加工为了便于模具制造加工，根据模 具的实际情况选择合理的分型面非常重要，一般在模具设计中，平直分型面的选 择占多数。 （4）分型面的选择还要有利于排气系统同时考虑到分型面的选择与浇注 系统的设计，为了使型腔中的气体顺利排出，分型面应尽量设置在塑料融体流动 方向的末端。 太原工业学院毕业设计 10 4普通浇注系统设计普通浇注系统设计 在模具设计中尤为关键的一步就是对浇注系统的设计， 其设计是否符合生产 实际对模具设计的要求，直接关系到塑件能否顺利完成生产销售，对塑料制件的 性能有非常重要的影响。 4.1主流道设计主流道设计 在常用的注塑模具中，主流道位于模具定模座板的中心位置，主流道通常可 以设计在模具的浇口套中，如图4.1 所示。主流道的设计应该有一定的锥角，推 荐采用26，主要目的是使凝料能从主流道顺利脱出，主流道的小端直径比注 射机喷嘴直径大0.51mm，主流道小端设计成球面，刚好可以与喷嘴相吻合，推 荐深度为35mm，设计时要求浇口套上主流道小端球面半径还要比喷嘴半径大 12mm。“流道的表面粗糙度 Ra0.8m，浇口套用碳素工具钢（如 T8A、T10A 等）材料制造”。“浇口套固定在定模座板上，浇口套与模板间配合通常采用 H7/m6 的过渡配合”。 图 4.1浇口套结构 4.2分流道设计分流道设计 太原工业学院毕业设计 11 （1）分流道总体结构的确定分流道开设在动、定模分型面的定模座板一 侧， 其截面形状对熔化了的塑料流动过程中热量损失有较大的影响，常用的分流 道截面有梯形、圆形、半圆形、U 形及矩形等几种形式，如图4.2 所示。其中圆 形截面的分流道比较均匀，但在定模板和座板两侧都要开设流道，制造时要注意 模板上两部分形状对中吻合，比较麻烦；常用的分流道截面形式为梯形和 U 形， 它们最大的优点就是容易制造加工，且能满足塑件热量及成型压力要求；半圆形 的截面流道在加工时要用到其他刀具，精度要求高，且各方面性能优点比不上梯 形和 U 型截面；矩形截面分流道在实际生产中不常采用，因其比表面积较大，且 流动阻力也大，不能满足塑件成型热量和成型所需的压力。 图4.2分流道截面形状 根据选用的塑料、成型塑件、流道的设计等可以来确定分流道的截面尺寸。 对流动性较好的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等，分流道的尺寸较小时，圆形 截面的直径可以做到 2mm；在我的设计中，塑件材料选择聚乙烯，所以分流道 的尺寸可以确定。 梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定 b = 0.2654m 4 L（1） h=（2） 式中b 梯形大底边宽度，mm； m 塑件质量，g； L 分流道的长度，mm； h 梯形的高度，mm。 （2）分流道的长度尺寸根据模具中定模板的尺寸大小，分流道尺寸不要 太大，长度不宜过长，一定要保证分流道是直的，不要打弯，否则会影响熔化的 塑料的流动性，避免融化的塑料因流道弯折而粘附在流道内。 b 3 2 太原工业学院毕业设计 12 （3）分流道在定模座板上的布置分流道比较多时，位置布置要尽量挨 住，不能太分散，太过于分散会使模板尺寸增大，增加制造成本，而且还要注意 分流道设计时，布置形式要对称，保证熔体流动过程中对流道施加的力平衡，使 熔体均匀地填满分流道。 4.3浇口的设计浇口的设计 浇口是熔体从注塑机流出后进入型腔要经过的通道，点浇口的截面面积很 小，可以是菱形形状，俗称小浇口。这种浇口的结构形式使熔体在流动过程中产 生压力差，使塑料熔体的流动速度加快，便于熔体充分填满模具型腔，因而对于 一些性能特别的塑料的注塑成型（诸如聚乙烯塑料）有利。由于点浇口的截面尺 寸小，所以对于一些流动性差的塑料的成型不利，容易堵塞浇口。 直接式点浇口的形式见图 4.3，d = 0.51.5 mm，最大不超过 2 mm， = 615。点浇口的直径也可用经验公式计算： d =（0.140.20） 42 h A 式中d 点浇口直径，mm； h 塑件在浇口处的壁厚，mm； A 型腔表面积， 2 mm 。 图4.3直接式点浇口 采用点浇口进料的浇注系统，在定模部分增加一个分型面，便于取出浇注系 统凝料。 太原工业学院毕业设计 13 4.4拉料杆的设计拉料杆的设计 主流道拉料杆采用球字头拉料杆，适用于推件板脱模的拉料杆，固定在动 模板上。如图4.4 所示。 图 4.4 太原工业学院毕业设计 14 5成型零部件设计成型零部件设计 5.1型腔径向尺寸的计算型腔径向尺寸的计算 塑料件外形的最大尺寸与基本尺寸 s L 一致， 它的公差 为负偏差， 如果塑 件上开始对公差的标注与此不相同，可以按照此规定转换为单向负偏差，所以， 塑件的平均径向尺寸为 s L -/2。模具型腔的最小尺寸与基本尺寸 m L 一致，公差 为正偏差，取平均值则型腔的尺寸则为 m L + z /2。型腔的平均磨损量为 c /2，考 虑到平均收缩率，因此可以列出如下等式： m L + z /2 + c /2 =（ s L -/2）（1+S ）（1） 忽略去比其他各项都小得多的S /2，则得到模具型腔的径向尺寸为 m L=（1+S ） s L -（+ z + c ）/2（2） 式中 z 和 c 是与有关的量，因此，公式后半部分可用表示，标注制 造公差后得： z 0m ）（L= z 0 )1( s LS（3） 随着塑件的精度等级和尺寸大小的变化， z 和 c 与的关系也发生了变化， 因此式中前的系数在塑料件尺寸较大、精度级别较低时， z 和 c 可忽略不 计，则=0.5；当塑件精度级别较高、尺寸较小时， c 可取/6、 z 可取/3， 此时，=0.75，则式（3）为 z 0m ）（L= z 0 )0.755 . 0()1( s LS 式中 m L 模具型腔径向基本尺寸； s L 塑件外表面的径向基本尺寸； S 塑件平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸公差。 5.2型芯径向尺寸的计算型芯径向尺寸的计算 塑件孔的径向基本尺寸 s l 是最小尺寸，它的公差为正偏差，型芯的基本尺 寸 m l 是最大尺寸，生产制造时公差为负偏差，型芯的径向尺寸计算与型腔径向尺 寸计算相似，根据上面型腔径向尺寸的推导可得： 0 z m l ）（= 0 z )0.755 . 0()1( s lS 式中 m l 模具型芯径向基本尺寸； 太原工业学院毕业设计 15 s l 塑件内表面的径向基本尺寸； 塑件内表面径向基本尺寸的公差； z 模具制造公差。 5.3型腔尺寸的计算和型芯高度的计算型腔尺寸的计算和型芯高度的计算 计算型芯和型腔结构尺寸时，因为型腔的内部或型芯的头部磨损很小，所以 磨损量可以忽略不计，由此推导出型腔深度公式为 z 0m ）（H= z 0 )1( S HS 式中 m H 模具型腔深度基本尺寸； s H 塑件凸起部分高度基本尺寸； 修正系数，=1/3 1/2,当塑件尺寸较大、精度要求低时取 小值；反之取大值。 型芯高度公式为 0 m z h ）（= 0 z )1( s hS 式中 m h 模具型芯高度基本尺寸； s h塑件孔或凹槽深度尺寸。 太原工业学院毕业设计 16 6结构零部件设计结构零部件设计 6.1支承零部件设计支承零部件设计 支承零部件可以对模具中各种导向机构、推杆以及拉料杆起到支承、固定的 作用。固定板、垫板、支承件及模座等是注塑模具支承零部件的主要组成部分。 6.1.1固定板、支承板固定板、支承板 注塑模具中，各种成型零部件、各种导杆、推杆、拉料杆可以安装、固定在 固定板上。为了保证被固定零件的牢固，不至于松动，固定板除了对厚度有一定 要求外，还要保证固定板的刚度和强度，固定板通常采用碳素结构钢制成，当对 工作条件要求较严格或对模具寿命要求较长时， 固定板还可以采用合金结构钢制 造。 支承板首先要固定、连接在固定板上，支承板可以防止固定在固定板上的零 部件脱出松动，并且可以承受固定部件传递的压力，因此要求支承板要有较高的 平行度、刚度和强度。通常用45钢制成，经热处理调质至 2832 HRC（230270 HBS）,或 40Cr、40MnB、40MnVB 等调质至 2832 HRC（230270 HBS），或结 构钢 Q235Q237。根据固定方式的不同，或者某些只需固定板的情况下，支承 板可省去。固定板和支承板的尺寸：长宽厚为42037050。 通常可以用螺栓将支承板固结在固定板上， 插入定位销可以满足两者的位置 要求。如图6.1 所示 。 太原工业学院毕业设计 17 图6.1支承板与固定板的连接 6.1.2动定模座板动定模座板 模具的座板用来固定浇注系统中动模板和定模板， 对于设计或选用标准动定 模座板时，要求使它们的轮廓形状和尺寸与模具上的动定固定模板的尺寸相匹 配。 在注射成型过程中，模具内部会产生力，这部分力会作用在座板上，为了使 模具座板具有足够的刚度和强度，动定模座板的厚度必须要考虑，小型模具的模 板， 其厚度要求在 15 mm 以上， 对于大型模具的动定模座板， 厚度一般要达到 75 mm 以上。动定模座板的选材可以用碳素结构钢，也可以选用合金结构钢，经调 质达2832 HRC。定模座板尺寸：长宽厚为48037040。 6.2合模导向机构设计合模导向机构设计 在模具进行装配或注塑成型时，合模导向机构的主要作用是用来保证动、 定模两大部分在合模时模内其他零件之间准确接合， 以确保模具准确生产出塑料 制件，提高塑件精度，还可以避免模内各零部件之间发生磨损和破坏。 6.2.1导向机构的作用导向机构的作用 太原工业学院毕业设计 18 （1）首先且必要的作用：导向作用注塑模具合模时，导向机构首先相 互接触，便于模具合模准确到位，避免因成型零件先接触，而造成成型零件的损 坏。 （2） 承受熔体注射过程中的侧向压力塑料熔体在进入型腔的过程中可能 产生单向的侧向压力，或由于注射机精度的限制，会使导柱在工作中不可避免受 到一定的侧向压力。 （3）定位辅助作用在模具装配或闭合过程中，导向机构可以避免模具动、 定模的错位，而且在模具闭合后可以保证塑件在模具型腔中的成型质量。 6.3导柱导向机构导柱导向机构 导柱导向机构结构简单，包括导柱和导套，是模具在合模过程中常用的导向 机构。 6.3.1导柱导柱 (1)导柱的结构形式图 6.2 所示为带头导柱的形式（可参见 GB 4169.4-1984），结构简单，便于生产，在生产实际中，导套可根据具体情况设 置，对于一些小批量的生产，导柱直接与模板上的导向孔配合；当用于大批量生 产时，可在模板中加设导套。 1 d 为固定段直径d 为滑动段直径 图6.2带头导柱 导柱的滑动段直径与固定段直径（单位：mm） 太原工业学院毕业设计 19 滑动 段直 径 d 121620253035405060 固定 段直 径 1 d 182530354248557080 (2)导柱的生产制造导柱的导向部分可以制成锥形或半球形的，可以方便 合模时导柱顺利地进入导向孔。导柱的长度必须比型芯端面高出 68 mm。避免 导柱未导准方向，而型芯先进入型腔与型腔可能相碰而擦伤损坏。导柱的表面会 受到较大的摩擦损坏，所以要耐磨，型芯易发生碰撞，所以型芯部分要有足够的 韧性。“因此，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，或碳素工具钢（T8、T10）经淬 火处理（ 硬度达到 5055 HRC ）。 导柱的固定部分表面粗糙度 Ra 根据推荐为 0.8 m，导柱配合部分表面粗糙度 Ra 一般为 0.80.4m。导柱固定部分与模板 之间一般采用 H7/m6 或 H7/k6 的过渡配合。 ”根据注射模具体结构形状和尺寸， 导柱一般可设置4个，小型模具可以设置2个，圆形模具可设置3个。在模板四周 合理设置导柱的位置，导柱中心到模具边部要留有一定的距离，保证模具不会因 钻孔过多或应力集中而损坏。为确保模具装配或合模时方位的正确性，导柱的布 置可采用相同直径的导柱不对称布置或不相同直径的导柱对称布置的形式， 如图 6.3 所示。 图6.3导柱的布置形式 根据注塑模具的具体结构需求，导柱的固定位置很灵活，可以在定模侧，也 可以在动模侧。 标准模架一般将导柱设置在动模一侧， 根据塑件脱模方式的不同， 导柱的设置位置可以根据具体的脱模要求来设置。 6.3.2导套导套 （1）导套的结构形式图6.4 所示为带头导套的形式（可参见 GB 太原工业学院毕业设计 20 4169.4-1984），结构相比于直导套要复杂，而且用于精度要求较高的场合，导 套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。 图6.4带头导套 （2）导套的技术要求合模时导柱进入导套，在带头导套的前端倒圆角，便 于导柱导入。导套最好做成通孔，注塑成型过程中，产生的气体方便排出，对导 柱的顺利导入有一定帮助。如果结构需要必须做成盲孔时，则可以在盲孔的侧面 增加通气孔，使气体可以顺利溢出。导套一般可采用淬火钢或青铜等耐磨材料制 造，其硬度应比导柱低，以改善摩擦，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分表面 粗糙度 Ra 一般为 0.8 m，采用 H7/m6或 H7/k6 的过渡配合。 导柱与导套的配合精度通常采用 H7/f7 或 H8/f7。 6.4注射模的标准模架注射模的标准模架 模架是注射模的基体和骨架，并且模架将模具的各个部分有机地联系成一个 整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、动模座板、推 杆固定板、推杆、导柱、导套及复位杆组成。 我国塑料注射模架的国家标准有两个，即塑料注射模中小型模架及技术条 件（GB/T 12556-1990） 和塑料注射模大型模架（GB/T 12556-1990）。 前者按模架的结构特征分为基本型（4种）和派生型（9种），适用的模板尺寸为 B（宽）*L（长）560 mm *900 mm；后者也根据模架的结构特征分为基本型（2 太原工业学院毕业设计 21 种）和派生型（4种），适用的模板尺寸 B（宽）*L（长）为630 mm *630 mm 1250 mm *2000 mm。 太原工业学院毕业设计 22 7推出机构设计推出机构设计 7.1推出机构的设计要求推出机构的设计要求 （1）注塑模具推出机构位置的设置根分型后塑件的位置相联系模具推出机 构通过注塑机动模一侧的顶杆推出塑件，实现塑件的脱模，所以推杆设置在动模 一侧， 在选择塑件在模具中的位置及模具分型面时，应尽量使模具分型后塑件留 在动模一侧， 要达到这个目的就必须要求塑件对动模部分型芯包裹的面积之和要 比定模部分的大。 （2） 塑件在推出过程中要保证塑件不受任何损坏为了使塑件在推出过程中 不发生损坏和变形，在设计模具时，就要对塑件对模具型芯和型腔所施加的力的 大小进行详细分析与计算，以便正确选择推杆推出的方式、塑件位置和分型面的 位置等。 （3）避免损坏塑件的外观质量对于外观质量要求较高的塑件，选择推出位 置时尽量避免选塑件的外表面，即推出塑件的位置尽量设在塑件的内部。 （4）合模时还要保证推出机构的正确复位 （5）推出机构的设置应方便、可靠模具的推出机构在推出塑件与复位的过 程中，结构应尽量简单，动作可靠、灵活，容易加工制造。 7.2推出力的计算推出力的计算 图 7.1 所示为脱模时塑件对型芯施加的力的分析。由于推出力 t F 的作用， 使塑件在成型过程中冷却收缩对型芯的总压力降低了 t Fsin，因此，推出时的 摩擦力 m F 为 m F =（ b F - t Fsin）（1） 式中 m F 脱模时型芯受到的摩擦阻力； b F塑件对型芯的包紧力； t F 脱模力（推出力）； 脱模斜度； 塑件对钢材的摩擦系数，一般定为 0.10.3。 根据力平衡的原理，列出平衡方程式： 太原工业学院毕业设计 23 x F=0 故 m Fcos- t F - b Fsin=0（2） 由式（1）和式（2）经整理后得 t F = sincos1 sincos ）（ b F （3） 因实际上摩擦系数较小，sin更小，cos也小于 1 ，故忽略sincos， 式（3）简化为 t F = b F（sincos） =Sp （sincos）（4） 式中S型芯被塑料件所包住的面积； P塑件对型芯单位面积上所施加的力，一般情况下，模外冷却的塑 件，p 取（2.43.9）* 7 10Pa；模内冷却的塑件，p 取（0.81.2）* 7 10Pa。 对于图7.1 所示为底部没有钻孔的塑料制件，脱模推出时还要考虑克服大气压 力，即 t F =A（sincos）+ 0 F 式中 0 F推杆推出底部没有钻孔的塑件时要克服的大气压力，其大小为大 气压力与被包裹塑件端部面积的乘积。 图7.1型芯受力分析 影响塑件脱模力大小的因素很多，从式（4）可以看出，影响因素主要有以 下几点： 1）塑件包络型芯侧面积的大小对脱模力的影响较大型芯的侧面积越大， 所需的脱模力也越大。 太原工业学院毕业设计 24 2）型芯的脱模斜度对脱模力的大小也有影响型芯的脱模斜度越大， 所需 的脱模力就越小。 3）脱模力的大小还与型芯的表面粗糙度有关型芯表面越光洁， 那么所需 的脱模力就越小。 4）塑件的结构对脱模力的大小存在一定的影响塑件的壁厚越大、 形状越 复杂，冷却凝固时所引起的包紧力和收缩应力就越大，则所需的脱模力就越大。 由以上可以看出脱模力的大小还与塑件底部是否有孔有关。 5）模具的注射成型工艺也会影响脱模力的大小注射成型的压力越大， 则 塑件对型芯的包紧力就越大，所需脱模力就越大；注射成型时模具的温度越高， 所需的脱模力反而越小；然而塑件在模内停留的时间越长，则所需的脱模力就越 大。 6）脱模力的大小与成型塑件所选用的塑料种类也有关由于塑料种类的不 同，其分子的结构就不相同，所以它们的脱模力也不一样。 7.3推杆推出机构推杆推出机构 7.3.1推杆的形状推杆的形状 常用推杆为直通式推杆，通常在 d3mm 时采用。如图7.2 所示。 图 7.2直通式推杆 7.3.2推杆的固定与配合推杆的固定与配合 太原工业学院毕业设计 25 （1）推杆的固定在模具固定板上固定推杆时，固定板上有台阶孔，可以将 推杆固定在孔中。 （2）推杆与孔的配合如果推杆的直径为 d，在推杆固定板上钻普通孔时应 为 d+1 mm；推杆固定板上的台阶孔为 d+6 mm。 推杆的工作部分与模板或推杆孔的配合常采用 H8/f7H8/f8 的间隙配合， 可以根据推杆直径的大小和塑料制件的选材而定。如果推杆的直径较大，而且塑 料流动性差，则可以取 H8/f8，反之采用 H8/f7。 推杆与推杆孔的配合长度可以根据推杆直径大小来确定，当 d5 mm 时，配 合长度可取 1215 mm；当 d5mm 时，配合长度可取（23）d。推杆工作端配 合部分的粗糙度 Ra 一般取0.8 m。 （3） 推杆的材料与热处理需要注意的一些问题推杆的材料常用 T8A、 T10A 等碳素工具钢或65Mn 弹簧钢等，碳素工具钢的热处理要求硬度为5054 HRC,65Mn 弹簧钢的热处理要求硬度为4