毕业设计（论文）-U盘盖注塑模具设计.doc

论文题目：U盘盖注塑模具设计2013年5月25号目 录 摘要4 关键词4 Abstract5 Key Words5 前言61 塑件成型工艺性分析71.1 塑件的分析71.2 ABS的性能分析81.3 热塑性塑料ABS的注射成型过程及工艺参数82 拟定模具结构形式92.1 分型面位置的确定92.2 型腔数量及排列方式的确定102.3 模具结构形式的确定103 注射机型号的确定103.1 注射量的计算113.2 选定注射机113.3 型腔数量及注射机相关参数的校核124 浇注系统形式和浇口的设计144.1 主流道的设计144.2 分流道的设计164.3 浇口的设计174.4 冷料穴的设计184.5 浇注系统的平衡184.6 浇注系统凝料体积的计算184.7 浇注系统各截面流过熔体的体积计算185 成型零件的结构设计和计算195.1 塑件的成型收缩率195.2 明确塑件尺寸公差等级195.3 成型零件工作尺寸计算195.4 型腔零件强度、刚度的校核226 模架的确定和标准件的选用226.1 定模座板236.2 定模板236.3 动模板236.4 垫块236.5 动模座板246.6 推板246.7 推杆固定板247 合模导向机构的设计247.1 导向机构的总体设计247.2 导柱设计247.3 导套的设计258 脱模推出机构的设计268.1 脱模推出机构的设计原则268.2 塑件推出的基本方式368.3 塑件的推出机构368.4 脱模力的计算278.5 脱模力的校核289 侧向分型与抽芯机构的设计289.1 侧向分型与抽芯机类型的确定2810 排气槽的设计2911 温度调节系统的设计3011.1 冷却系统设计原则3011.2 型腔冷却管道回路布置3012 模具的装配、调试与维护3112.1 模具的装配3112.2 模具的调试3212.3 模具的维护3312.4 模具的工作过程33 结束语35 参考文献36 致谢37U盘盖注塑模模具设计摘 要本次毕业设计的目标是完成常见U盘盖注塑模具设计。U盘是闪存的一种，有小巧便于携带、储存量大、价格便宜的特点。U盘盖可用于保护U盘USB接口处的磨损，延长了U盘的使用寿命。制品材料为高频特种热塑性塑料ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），材料收缩率仅0.4%0.7%。由制品图可知，该制品尺寸较小，形状不规则，采用推杆推出塑件，另外，塑件表面有通孔，为使制品顺利脱模而又不影响制品要求，需采用侧向分型与抽芯机构，是本模具中设计的要点。关键词：一模四腔，斜导柱，侧向分型，一次推出Design of injection mould USB coverAbstractThis graduation design goal is to achieve a common U plate cover injection mold design. U disk is a flash, is compact and easy to carry, storage capacity, low price. U disk cover for protection wear U disk USB interface, prolongs the service life of U disk. Product material for high-frequency special thermoplastic ABS (acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer), shrinkage rate of only 0.4% 0.7%.From the figure, the products are small in size, irregular shape, the push rod out of plastic parts, In addition, plastic surface with a through hole, in order to make the product easy demoulding and does not affect the product requirements, the side parting and core pulling mechanism, is the main points of the design of the mould.Key Words： A mold four cavity，Oblique guide pillar，The side parting，First introduced前 言1、目的和意义：塑料制品已在工业，农业，国防和日常生活中等各方面得到广泛应用，特别是在电子行业中更为突出。电子产品的外观大部分是塑料制品，产品性能的提高要求高质量的塑料模具和塑料性能以及较精确成型工艺和模具设计。模具在世界各国国民经济中占有重要地位，我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务1。人们对塑料产品要求其独具个性，特别是一些生活用品，不仅要求它要实用，还要求它外观漂亮。本次模具设计采用传统设计加软件设计相结合。本设计开始采用传统设计方法对相关参数进行计算，初步选择注射机、模架。依照塑件的实际情况，选出合适的浇口位置和分型面，设计出推出方式。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。目前，优盘的样式越来越多，外观也越来越精美，因而模具的要求也越来越高，设备也更先进，制造工艺也比以前要更有难度。通过对本课题的设计，能过提高学生的理论分析与计算能力，同时提高学生的分析问题和解决问题的能力。2、国内外的研究现状及发展趋势：U盘一直以携带便捷、轻薄精致、防震耐用、性价比高等独特优势成为PC、NB、Internet等用户必备工具之一。随着Flash、主控等闪盘关键技术的成熟，及十多年来的发展，芯片直接贴装技术，即COB技术也已经成为趋势，使产品集成度极高，同时也大大提高了读写速度。现今的优盘已向让体积更小、易用性更强、品质更稳定的方向发展。因此，与之配套的起保护作用的U盘盖也随着U盘的发展显得尤为重要。1 塑件成型工艺性分析1.1 塑件的分析（1）外形尺寸如图1-1所示： 图1-1 U盘盖零件图（2）塑料名称ABS（3）状态颗粒状（4）生产纲领大批量生产（5）塑件的结构及成型工艺性分析1）结构分析如下：该塑件作为U盘的盖子，外形为倒有圆角的立方体，其中俩个角做了改变，为倒角和圆弧，制件上有一个通孔。制件的内部俩侧之间有角度要求，所以在模具设计和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工艺以保证塑件精度。2）成型工艺分析如下： 由于制件的外表面要求平整、光洁、美观，无棱角； 精度等级：采用一般精度5级； 脱模斜度：该塑料件高为25.97mm，宽度为21.99mm，但由于原料在注射时流动性极好，因此，塑件不放脱模斜度。1.2 ABS的性能分析1.2.1 使用性能综合性能良好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电讯结构零件1。1.2.2 成型性能（1）无定型塑料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边料为0.04mm左右3。（2）吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。（3）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口的位置、进料形式。当推出力过大或机械加工时塑件表面易呈现白色痕迹1。1.2.3 ABS的主要性能指标其性能指标见表1-1。密度/(g/cm3)1.021.08屈服强度/MPa50质量体体积/(cm3/g)0.860.98拉抗强度/MPa38吸水率24h/()0.20.4拉伸弹性模量/GPa1.4玻璃化温度/90108抗弯强度/MPa80熔点/130160弯曲弹性模量/GPa1.4计算收缩率/()0.40.7抗压强度/MPa53比热容/(J/(kgK)1680抗剪强度/MPa75注：源自参考文献塑料模设计指导中表3-1表1-1 ABS的主要性能指标1.3 热塑性塑料ABS的注射成型过程及工艺参数1.3.1 注射成型过程（1）成型前的准备。对ABS的色泽、细度、和均匀度等进行检验。并严格控制添加剂的含量。由于ABS吸湿性很小，仅0. 1，所以成型前需稍微进行干燥处理即可3。（2）注射过程塑料在注射机料桶内进行加热塑化到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。（3）塑件的后处理放到烘箱里，继续热固化完全，并消除应力。1.3.2 ABS的注射工艺参数5（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：2050（3）料筒温度（）后段：170180中段：165180 前段：180200 （4）喷嘴温度（）：170180（喷嘴形式：直通式）（5）模具温度（）：5080（6）注射压力（Mpa）：60100（7）保压压力力（Mpa）：60100（8）成型时间（s）：30（注射时间2，冷却时间20，辅助时间8）2 拟定模具结构形式2.1 分型面位置的确定2.1.1 分型面的选择原则6（1）有利于保证塑件的外观质量（2）分型面应选择在塑件的最大截面处，尽可能使塑件在动模一侧（4）有利于保证塑件的尺寸精度，尽可能满足塑件的使用要求（6）尽可能减少塑件在合模方向的投影面积（7）长型芯应置于开模方向（8）有利于排气，有利于简化模具结构该塑件在进行模具设计时，已经充分考虑的上述原则，同时从所提供的塑件图样可看出该塑件表面有一三角形通孔，所以在分型时需进行侧向抽芯分型。2.1.2 分型面选择方案 图2-1分型面的选择第一分型面与开模方向垂直；第二分型面与开模方向平行。分型面的形式与位置如图2-1所示。动模型芯（长为36mm）利用开模动作从塑件中抽出，塑件外侧通孔利用斜导柱侧向分型来成型，整个塑件成型精度比较高，模具结构也比较简单。2.2 型腔数量及排列方式的确定当塑件分型面确定后，就需要考虑是采用单腔模还是多型腔模。一般来说，大中型塑件和精度要求较高的小型塑件优先采用一模一腔的模具结构，但对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。故由此初步拟定采用一模四腔。如图2-2所示。图2-2 型腔数量的排布2.3 模具结构形式的确定有上面的分析可知，本模具一模四腔。该塑件外观质量要求较高，从该塑件的外部特征可以看出塑件外形是一有三角通孔的零件，对该塑件进行模塑成型时，三角通孔只能采用侧向成型，推出机构采用推杆推出推出形式。浇注系统设计时，流到采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。侧向成型方法有多种形式，有斜导柱、斜导槽和弯销驱动侧向滑块成型，有斜滑块侧向成型等方法。本设计采用斜导柱侧向成型，因此可初步拟定采用两型腔二分型面的模具结构形式，第一分型面为水平分型面，第二分型面为垂直分型面。3 注射机型号的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注塑模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算，根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机。3.1 注射量的计算（1）对塑件体积、质量的计算对于该设计，根据塑件的三维图样及尺寸，通过三维软件建立模型并对此模型分析得：塑件体积 1.81cm3塑件质量 =1.021.81 1.846g（2）浇注系统凝料体积的初步计算可按塑件体积的0.6倍计算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统凝料体积为： = 40.641.810.6cm3 4.344cm3（3）该模具一次注射所需塑料体积 41.81cm3+4.344cm3 11.584cm3 质量 1.0211.584g 11.816g3.2 选定注射机据以上计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积11.584cm3，依公式 （ /0.8） （3-1）由公式（3-1）得=11.584/0.8 cm3 =14.48 cm3。初步选定公称注射量为60 cm3，注射机型号为XSZY60/40型卧式注射机，其主要技术参数见表3-1：表3-1 注射机型号参数螺杆直径/mm35拉杆间距/mm330x300注塑方式螺杆式最大模具厚度/mm250理论容量/cm360最小模具厚度/mm140注射质量/g55推出行程/mm70注射速率/（g/s）70顶出力/KN12塑化能力/（kg/h）24合模方式液压额定注射压/MPa135定位孔直径/mm80螺杆转速/（r/min）0200喷嘴移出量20锁模力/KN400喷嘴球半径SR/mm10开模行程/mm270喷嘴孔直径/mm2.5注：以上参数由参考文献14第245页表6-5提供113.3 型腔数量及注射机相关参数的校核3.3.1 型腔数量的校核14（1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 （3-2）由公式（3-2）上式右边84.324，符合要求。式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； M注射机的额定塑化量（kg/h），该注射机参数为24kg/h； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s进行校核； 单个塑件的质量或体积（g或cm3），取1.846g 浇注系统塑料质量或体积（g或cm3），取0.61.814 g4.344 g 。（2）由注射机的最大注射量校核型腔数量 （3-3）由公式（3-3）上式右边 23.6494，符合要求。式中 注射机公称注射量（g/cm3），该注射机为60cm3。其他符号意义与取值同前。（3）由注射机的额定锁模力校核型腔数量 （3-4）由公式（3-4）上式右边9.354，符合要求。式中 F 注射机的额定锁模力（N），该注射机为4105N;A14个塑件在分型面上的投影面积（mm2），A14109.84439.36mm2；A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2），A2146.45mm2；塑料熔体对型腔的成型压力（），一般是注射压力的30%65%，该处取型腔平均压力为20047%94。3.3.2 注射机的工艺参数的校核（1）注射量校核注射量以容积表示，最大注射容积为V0.854551cm3式中 模具型腔和流道的最大容积（cm3）； 指定型号与规格的注射机注射量容积（cm3），该注射机为60cm3； 注射系数，取0.750.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75，ABS为无定型塑料，该处取0.85。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间就会过长。所以最小注射量容积0.150.15609cm3故每次注射的实际注射量容积应满足，而11.584cm3,符合要求。（2）锁模力的校核在前面已经进行，符合要求。（3）最大注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力Pmax=135,应该大于注射成型所需用的注射压力,即 （3-5）式中 安全系数，常取1.251.4。这里取1.3，实际生产中，该塑件成型时所需注射压力为60100。由公式（3-5）得1.3 X（60100）（78130）Pmax 成立，故该注射机的最大注射压力符合要求。3.3.3 安装尺寸的校核12（1）喷嘴尺寸主流道的小端直径D大于注射机喷嘴d，通常为D=d+(0.51)mm，对于该模具d=2.5mm，取D=3.1mm，符合要求。主流道入口的凹球面半径SR0应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为SR0SR+(12)mm，对于该模具SR=10mm,取SR0=11mm,符合要求。（2）定位圈尺寸注射机定位孔尺寸为80mm,定位圈尺寸取80mm，两者之间从呈较松动的间隙配合，符合要求。（3）最大与最小模具厚度模具厚度H应满足，式中=150mm， =250mm，而该模具厚度H=25+50+80+60+25=240mm,符合要求。3.3.4 开模行程和推出机构的校核（1）开模行程校核 HH1+H2+(510)mm （3-6）式中H注射机动模板的开模行程（mm）,取270mm, H1塑件推出行程（mm）,取H113mmH2包括流道凝料在内的塑件高度（mm）,其值为H226+5+35+（510）71mm76mm，取H275mm由公式（3-6），上式右边13+75+（510）9398mm280mm330mm,符合要求。注：对于上面3.3.2、3.3.3、3.3.4、3.3.5的校核内容是与后面的模具结构设计交叉进行的，但为了行文整体形式与内容的统一，所以将此部分内容放与此。4 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑料质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。4.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。4.1.1 主流道尺寸（1） 主流道长度：小型模具L应尽量尽量小于60mm，本次设计取L52.5mm。（2） 主流道小端直径：D注射机喷嘴直径（0.51） 2.5（0.51）=3.1mm。（3） 主流道大端直径：D=D2Ltan4.94mm（取1）。（4） 主流道球面半径：SR0注射机喷嘴球头半径（12）10（12）11mm。 （5） 浇口套总长：L0=52.5+h=55.5mm。（6） 球面配合高度取：h3mm。4.1.2 主流浇口套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如T8A、T10A或45钢等，热处理硬度为38HRC55HRC,如图4-1所示。由于该模具主流道较长，定位圈和衬套设计成分体式较宜，其定位圈结构尺寸如图4-2所示。图 4-1 浇口套结构形式图 4-2 定位圈结构形式4.1.3 浇口套的固定主流道浇口套的固定形式如图4-3所示图4-3 浇口套固定形式4.2 分流道的设计（1）分流道的布置形式在设计时也应考虑应尽量减少在流道内的压力损失并尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。图4-4是最佳分流道布置形式。（2）分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流道可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道长度应尽量短，且少弯折，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和能耗。根据该模具的结构形式，由设计图中得该模具单边一次分流道的长度为50mm，。如图4-4。（3）分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料的脱模，分流道大多设置在分型面上。工程设计中的截面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小，在温度较高塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。常采用的分流道截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等几种形式。圆形截面的比表面积最小，但需开设在分型面的两侧，在制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合；梯形及U形截面分流道加工较易，且热量损失与压力损失均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工，其表面积比梯形和U形截面分流道略大，在设计中也有采用；矩形截面分流道因其比表面积较大，且流动阻力也大，故在设计中不常采用。本模具是瓣合模结构，为了便于瓣合模上分流道的加工， 所以一次分流道采用梯形截面开设圆形分流道最好，第二分流道为圆形，其直径为2.5mm。但在加工和安装时应注意两个半圆的同心度和最大错位距离，如图4-4。（4）分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6，这样表面稍有不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处Ra0.8。（5）分流道向浇口过渡部分的结构分流道向浇口过渡部分的结构如图4-4所示。图4-4 分流道的布置形式及结构4.3 浇口的设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口截面积通常为分流道截面积的0.07倍0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm2.0mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。（1）浇口类型及位置的确定该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供塑件图样中可看出，在型腔边缘设置侧浇口比较合适。侧浇口开设在垂直分型面上，从型腔（塑件）边缘外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能很方便的调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又成为标准浇口。（2）浇口结构尺寸的经验计算根据ABS塑料的塑件产品的模具的浇口经验值初步确定侧浇口各尺寸： 高度h=nt=0.71=0.7mm (t-塑件厚度，n-ABS成型系数) 宽度w=1mm 长度l=1.5mm（一般选用0.72.5mm）其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。4.4 冷料穴的设计 （1）主流道冷料穴的设计开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径。由于该模具具有垂直分型面即侧向分型，冷料穴分别开在左右侧滑块上，开模时，将主流道中的凝料拉出，侧向分型时，冷料穴中的凝料及塑件同时被推出。（2）分流道冷料穴的设计分流道的设计与主流道相似。4.5 浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。4.6 浇注系统凝料体积的计算（1）主流道凝料的体积计算（2）分流道凝料体积计算（3）浇口凝料体积计算很小，可取为0。（4）浇注系统凝料体积4.7 浇注系统各截面流过熔体的体积计算（1）流过浇口的体积（2）流过分流道的体积（3）流过主流道的体积5 成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。5.1 塑件的成型收缩率由表3-1可知，计算得塑件的平均收缩率为=0.55%。5.2 明确塑件尺寸公差等级25.97 25.97 21.99 21.9919.99 19.99 5.00 5.00 7.99 7.99 20.03 20.03 11.99 11.99 2.99 2.99 5.99 5.99 20.88 20.88 19.47 19.475.3 成型零件工作尺寸计算5.3.1 型腔的径向尺寸的计算 （5-1）式中 模具成型零件在常温下的实际尺寸； 塑件的计算收缩率，有表二知0.0055； 塑件在常温下的实际尺寸； 塑件尺寸小精度高，取0.75。（1）21.995.3.2 型芯径向尺寸的计算 （5-2）式中各符号意义与取值同前。（1）19.99 （2）7.99（3）5.99（4）19.475.3.3 型腔深度尺寸的计算 （5-3）由公式（5-3）（1）25.97（2）20.03（3）20.885.3.4 型芯高度尺寸的计算 （5-4）由公式（5-4）（1）11.99 （2）5.005.4 型腔零件强度、刚度的校核对于该套模具，塑件除上下表面的其余的外形由瓣合模上的型腔成型，显然此部分的型腔能够满足刚度和强度的要求，不需进行校核。对于与塑件接触的上下表面的模板也显然能够满足刚度和强度要求，不需进行校核。此模具型腔零件的强度和刚度满足使用要求。6 模架的确定和标准件的选用以上内容计算确定之后，便可根据计算结果选定模架。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的刚度或强度的计算，以校核所选模架是否适当，尤其对大型模具，这一点尤为重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，没有发现较合适的标准模架，故最终以WL 、A1型模架结构为参照，自主设计各成型零件结构和尺寸，并选用部分标准零部件和参数。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有凸出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便的分开两块模板。6.1 定模座板（280mm330mm、厚20mm）定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为45钢。通过6个M14的圆柱内头六角螺钉与定模板连接；定位圈通过2个M6的圆柱内头六角螺钉与其连接；定模座板与浇口套为H8/f8配合。6.2 定模板（250mm330mm、厚50mm）用于固定分流道板和导套、浇口套等。定模板应有一定的厚度和足够的强度，一般用45钢或Q235A制成。最好调制处理230HB270HB。6.3 动模板（250mm330mm、厚80mm）用于固定型芯，斜滑块等。动模板应有一定的厚度和足够的强度，一般用45钢或Q235A制成。最好调制处理230HB270HB。6.4 垫块（48mm330mm、厚60mm）（1）主要作用在动模座板与动模版之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。（2）结构形式可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。（3）垫块材料垫块材料为Q235，也可以用HT200、球墨铸铁等。该模具用Q235制造。（4）垫块的高度校核=+=5+20+15+13+4=57mm60mm 符合要求。式中 推板限位螺钉的高度，为5mm；推板的厚度，为20mm；推杆固定板的厚度，为15mm； 推出行程，为13mm；推出行程富余量，一般为3mm6mm，取4mm。6.5 动模座板（280mm330mm，厚25mm）材料为45钢，其上的注射机顶杆孔为35mm。用6个M14的圆柱头内六角螺钉与动模板、垫块固定。6.6 推板（150mm330mm，厚20mm）材料为45钢。用4个M8的圆柱头内六角螺钉与推杆固定板固定。6.7 推杆固定板（150mm330mm，厚15mm）材料为45钢。其上的复位杆孔与复位杆采用H7/f9配合。7 合模导向机构的设计当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置时，则需设计人员根据模具结构进行具体设计。本次模具设计采用标准模具。7.1 导向机构的总体设计（1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。（2）该模具采用4根导柱，为不使在装配和维修时出错，在均匀分布的基础上把其中一根导柱偏移2mm。（3）该模具导柱安装在动模板上，导套分别安装在定模板。（4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。（5）在合模时，应保证导向零件先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。（6）动定模板采用合并加工，可保证同轴度要求。7.2 导柱设计（1）该模具采用带头导柱，加油槽，如图7-1所示。（2）导柱的长度必须比凸模端高度高出6mm8mm。（3）为使导柱能顺利地进入导套，导柱的端部常做成圆形或锥形。（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该模具导柱参照A1型模架可知为25）。（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与动模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙与导套配合。 （6）导柱工作的部分的表面粗糙度为Ra0.8。（7）导柱应具有坚硬耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用T10A、GCr15、20Cr，本次设计采用20Cr，渗碳处理以后硬度为5660HRC以上。图 7-1 导柱结构图7.3 导套的设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精密的圆套形零件。导套常用的结构有两种形式：直导套（GB/T4169.21984）、带头导套（GB/T4169.3 1984）。（1）结构形式采用带头导套，如图7-2所示。（2）导套的端面应倒圆角，导套孔最好做成通孔，有利于排出孔内剩余空气。（3）导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.8。导套外径与模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/f7配合。（4）导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制成，本次设计采用20Cr，渗碳处理以后硬度为5660HRC以上。图7-2 导套结构图8 脱模推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。8.1 脱模推出机构的设计原则塑件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。（1）推出机构应尽量设在动模一侧。（2）推杆应设在脱模阻力大的地方。（3）推杆应均匀布置。（4）保证塑件不因推出而变形损坏。（5）机构简单、动作可靠。（6）良好的塑件外观。（7）合模时准确复位。8.2 塑件推出的基本方式（1）推杆推出推杆是一种基本的、也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形、阶梯形和扁形。（2）推件板推出对于轮廓封闭且周长较长的塑件，采用推件板推出机构。推件板推出部分的形状根据塑件的形状而定。（3）气压推出对于大型深型腔塑件，经常采用或辅助采用气压推出方式。8.3 塑件的推出机构本套模具的推出机构形式简单，全部采用推杆推出。（1）本次设计采用扁推杆，如图8-1所示。每个塑件由2根推杆推出，总共8根。（2）推杆直径与定模板的推杆孔采用H8/f8间隙配合。（3）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平行或高出型腔底面0.05-0.10mm。（4） 推杆的材料常用T10碳素工具钢或3Cr2W8V等，渗氮热处理后心部硬度为4044HRC，表面硬度大于900HV。工作端配合部分的表面粗糙度为0.8。图 8-1 扁推杆结构图8.4 脱模力的计算脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力，需克服塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。脱模力是注射模脱模机构设计的重要依据。但脱模力的计算非常复杂。其计算方法有简单的估算和分析算法。现用简单估算发进行对模具的脱模力的计算。简单估算法计算脱模力，根据脱模力由两部分组成，即： （8-1）其中 0.1N/mm2 式中 克服塑料件对型芯包紧的脱模阻力，(单位:N)端封闭壳体需克服的真空吸力，(单位:N)A塑件包括型芯的面积，(单位:)型芯的横断面面积，(单位:)塑件对钢的摩擦系数，约为0.20.5，去0.35拔模斜度，本塑件没有拔模斜度，0。塑件对型芯单位面积的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件取2.41073.9107，模内冷却的塑件取0.81071.2107。（1）第一次分型时脱模力计算由机械设计手册软件版（R2.0）可计算出上型芯的表面积为A164mm2，此时塑件无拔模斜度，0。代入上式得0.574KN。（2）第二次分型脱模力的计算由机械设计手册软件版（R2.0）可计算出此时A=1346mm2，此时塑件无拔模斜度，0，代入上式得=4.771KN。故（3）克服的真空吸力的计算Fb0.12702 N=3077.2N代入公式（8-1），则脱模力5285N+3077.2N=8.362KN8.5 脱模力的校核（1）第一次分型时，因为5.285KN 0.574KN，有可能塑件或瓣合模在开模时留在动模，也许有可能由于其他原因留在定模，所以为了使瓣合模和塑件在开模时能顺利留在动模一侧，在定模部分设置了2套对称布置的弹簧及弹簧顶销。其中的顶销为圆头销：材料35钢，热处理硬度28HRC38HRC。圆柱螺旋压缩弹簧：材料65Mn、型号2.0715 III类、最大工作载荷376N。校核：4套弹簧的最大预压力F43761504N所以符合要求。（2）第二分型时，阻力包括型芯的脱模阻力、瓣合模与模套的摩擦力，总计为5.5KN，但由于该注射机的液压顶出力大于200KN,远远大于5.5KN以及前面的脱模力总和，所以模具在分型时没有问题。9 侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构用来成型塑件上的外侧凸起、凹槽和孔以及壳体塑件的内侧局部凸起、凹槽和不通孔。具有侧抽芯机构的注塑模，其活动零件多、动作复杂，在设计中特别要注意其机构的可靠、灵活和高效。侧抽芯机构类型很多，根据动力来源不同，一般可分为机动、液压或气动以及手动三大类型。根据塑件结构进行合理选用91 侧向分型与抽芯机类型的确定该套模具采用机动侧抽结构，其驱动方式为斜导柱。（1）工作原理斜导柱式侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等传动零件,把垂直的开模运动传递给侧向瓣合模块或侧向型芯,使之产生侧向运动并完成分型或抽芯动作。这类机构的特点是结构紧凑，动作安全可靠，加工制造比较方便。（2）斜导柱设计斜导柱的作用是驱动型芯滑块完成开闭动作，是分型抽芯机构的关键零件。它决定了抽芯距和抽芯力的大小，设计时要确定其形状，尺寸及斜角大小等。常用斜导柱截面有圆形和矩形，由于圆形截面加工方便，装配容易，应用较广。斜导柱倾角的大小与开模行程，抽芯力，所受的弯曲力有关。一般不大于25。常用15-25，现选用15，如图9-1。 （9-1） （9-2） 斜导柱有效工作长度.单位为mm. 与抽芯距对应的开模行程,单位为mm 抽拔距 查表得斜导柱的直径 =12mm 图9-1 斜导柱安装结构图 由公式（9-1）、（9-2）计算得斜导柱的长度=80mm =31mm =29mm（3）滑块和滑模设计 侧型芯和滑块联接形式有整体式和组合式,整体式多用于型芯较小和形状简单的场合,组合式是把型芯安装在滑快上，一般型芯用钢比滑快用钢要求高,采用组合式可节省钢材,便于修整加工,由于该型芯比较小,可以做成整体式.具体结构见零件图.10 排气系统的设计该套模具是属小型模具，排气量小，利用分型面和型芯的间隙、推杆的配合间隙可达到排气效果，且在保压过程中还有25s的放气时间，因此本设计不需单独开设排气槽。11 温度调节系统的设计无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模温范围。注塑模的温度对于塑料熔体的充模流动，固化定型、生产效率及塑件的质量都有重要的影响，所以必须用温度调节系统对模具的温度进行控制。模具温度控制系统包括冷却和加热两个方面，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度要求也不同，一般热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置系统；热固性塑料注射成型只需考虑加热装置系统。温度调节系统作用：（1）缩短成型周期提高生产效率；（2）改善成型性能，模具必须保持合适的温度，使塑料熔体具有良好的流动性，以改善成型性能；（3）提供成型温度，对于热固性塑料，必须把塑料熔体加热到一定的温度范围内才能使塑料发生反应，固化成型；（4）改善塑件的表面质量。由于该零件是热塑性塑料注射成型，只需考虑冷却装置系统。11.1 冷却系统设计原则（1）设计模具时，优先考虑冷却管道的位置，并首先保证型芯的冷却。一般来说，精密注射模具模温波动1，普通注射模具模温波动2.5。（2）保证管道冷却水湍流状态的流量、流速、充足的水压。管道总长度小于15米，弯头总数小于15个，进出水温度：精密注射模具2以内，普通注射模具5左右。（3）管道直径：825mm过细会导致冷却管道加工、清洗困难，过粗则会使模具强度下降。（4）管道布置：以均匀为前提，后按需要局部调整。保证进出水接头尽可能在同一侧，并且不妨碍操作。水孔壁与型腔壁通常间距h1.53d，孔壁之间b2.54d，过大导致模温不均匀，过小导致型腔壁强度下降，容易被压塌。（5）需加强冷却的部位，可用温度较低的冷却水，如主流道末端，另外厚壁，型腔转角处也可适当减小h、b值。11.2 型腔冷却管道回路布置多层回路式、多层立体式布置，适用于深腔凹模。本次设计型腔采用图11-1所示的多层立体式冷却系统。图11-1 冷却回路系统12 模具的装配、调试与维护12.1 模具的装配在总装前应选好装配的基准