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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）题目作者学院专业学号指导教师二一四 年 六 月 一 日目 录第一章.引言1 1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位1 1.2 塑料成型模具发展趋势1 1.3 软件介绍2第二章.塑料工艺分析5 2.1设计塑件时必须考虑的几个方面的问题5 2.2 塑件的形状5 2.3 塑件的材料选择5 2.3.1聚乙烯材料的简介6第三章.注射机的选择9 3.1注射量确定9 3.2 锁模力确定9 3.3 注塑机的类型和规格9 3.4 成型压力9第四章.标准模架的选择11 4.1 模架尺寸选择11 4.2 模具闭合高度校核12第五章.浇注系统设计13 5.1浇注系统的设计原则13 5.2 主流道的设计13 5.3 分流道的设计14 5.4 主流道的衬套设计14 5.5 定位圈的设计15 5.6 浇口形式15 5.6.1浇口的作用15 5.6.2 选择浇口形式遵循原则16第六章.成型零部件设计18 6.1型腔分型面设计18 6.2 排气槽的设计18 6.3 成型零件设计19 6.3.1凹模结构设计19 6.3.2型芯结构设计19 6.3.3成型零件工作尺寸20第七章.脱模机构设计24 7.1脱模力计算24 7.2 推杆的设计24 7.3 开模行程267.4 复位的设计267.5 侧抽芯的设计26 7.5.1侧向分型与抽芯机构类型的选择26 7.5.2斜导柱的设计26 7.5.3滑块的组合及设计形式27第八章.复位机构与导向机构设计29 8.1复位机构设计29 8.2 导向机构设计29第九章.塑模温控系统设计30 9.1 塑模温控系统设计30 9.2 冷却装置系统的设计要点30第十章.模具的装配33 10.1组件型腔和型芯与模板的装配33 10.2 推杆的装配要求33 10.3 模具总装配程序33 10.4 该模具的装配要求34 10.5 模具的装配工艺34结 论36参考文献37致 谢38附 图40附 录41iii第一章.引 言1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。模具对自身的要求是：能生产出在外形尺寸、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度看，要求其高效率、简单化、操作自动化；从模具制造角度看，要求其低成本、易生产、结构合理。塑料制品的质量受塑料模具的影响。首先，模具型腔形状、尺寸、表面、分型面、排气槽跟进浇口位置以及制品的脱模方式等对成型制件尺寸和形状精度、机械性能、内应力大小、物理性能、电性能、各向同向性、表面质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等有着十分重要的影响。其次，在加工塑料的过程中，操作的难易程度主要依赖模具的结构。在大批量生产塑料制品时，尽量减少分模、合模和取制件过程中的手工劳动，为此主要采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具的成本也是必须考虑的因素。一般来说制模费是十分昂贵的，一副性能良好的注塑模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具的制造费用在制件成本中占有相当大的比例，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。在现代塑料制品中，加工工艺合理化、设备高效率化、模具先进化是必不可少的三项重要因素，塑料模具对实现塑料的加工工艺要求，塑料制件的使用要求和造型设计要求起着重要作用。高效的全自动的设备只有搭配上能自动化生产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，推动塑料模具生产不断更新发展。1.2 塑料成型模具发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面： 1.加深理论研究 ，在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。 2.高效率、自动化，大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。 3. 大型、超小型及高精度，由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。 4.革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。 5.标准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。 6.开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入，构成该环节的CAD、CAM或CAE。 (1)塑件设计:塑件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。 (2)注射机的使用:注射机常见的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统；注射机故障诊断系统。 (3)注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射模CAD，注射模材料、辅料、辅件选择专家系统，工装选择专家系统，注射模CAPP。1.3 软件简介本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装配图用CAD来完成其三个视图的显示。零件为人字形插座，整体由规则曲面构成，不能用一般的拉伸剪切就能达到要求。而零件图的绘制在CAD中也较难画出。1.3.1 总装配图的建立计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为CAD），是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它中和了计算机知识和工程设计知识的成果，并随计算机软硬件的不断提高而逐步完善。CAD的最大特点是让设计者抛掉了实际中的图板，将图板移至软件的电脑桌边，设计者或绘图者仅在屏幕前就能连续地完成工作。AutoCAD适合于工程制造、建筑设计、装潢设计等各行业技术人员作为设计依据，完成图纸上的工作。美国国Autodesk公司开发了CAD通用软件，并于1982年首次推出了AutoCAD R1.0版本，随着科技的进步以及人类对于制品要求的提高，CAD版本不断更新。现AutoCAD已从一个仅有简绘制二维图的软件发展成为能够进行三维建模的CAD系统，。现已广泛应用于电子、化工、汽车、轻工、造船、机械及航空航天等领域。1.3.2 零件模型设计与加工1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。主要特性 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。第二章 塑件工艺分析 2.1 设计塑件时必须考虑的几个方面的问题1.塑料的物理机械性能，如强度，刚性，弹性，吸水性等。2.塑料的成型工艺性。3.塑料成型所导致冲模流动，排气，补缩等。4.塑件在成型后的收缩情况以及收缩率差异。5.模具的总体结构，以及脱模的复杂程度。6.模具零件的形状和制造工艺。 2.2塑件的形状塑件的设计主要包括塑件的形状，尺寸，精度，表面光洁度，壁厚，斜度，以及塑件上的加强筋等的设计。 图2.1塑件CAD二维图2.3塑件的材料选择 如立体图2.2所示，该塑料制品是人字形插座。上端部的配合处有尺寸精度要求，该塑料制品选用的是PE塑料 2.3.1聚乙烯材料的简介（1)结构：聚乙烯的分子是长链线型结构或支结构，为典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异，一般情况下，密度高结晶度就越大。L.DP E结晶度通常为55 %- 6 5%，HDPF结晶度为80%-90%。，PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000个碳原子中含有15 -25个甲基侧链以及少量的和丁基侧链，由于侧链或支链降低了分子的规整度，所以，会含大量支链的PE结晶度、密度和刚性均低。HDPE的支化低，每1000个碳原子的主链上只有5-7个乙基侧链，故而结晶高，密度、刚性和硬度等性能均较好。度上依赖于聚合物的分子量、支化度和结晶度，如断裂伸长率主要取决于PE密度高和结晶度大，其力学性能就好，但延展性就差，所以，了解聚合物结构会对其结构改性和其他改性有很大帮助一般来说H DPE拉伸强度为20一25MPa，而LDPE拉伸强度仅为10-2f5MPa。这一数值距离工程材料的拉伸强度(100 -200MPa）还相差很大的距离。 (2)特点：聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。其分子量在1万一loa万范围内。分子量超过10万的则为超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为10-130C其耐低温性能优良。在一60下仍可保持良好的力学性能，但使用温度在80110。聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化的腐蚀，如发烟硫酸浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90-100下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。正因为聚乙烯拥有如上特质，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深远的价值。 (3)产品用途：高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等中低、压聚乙烯：以注射成型制品及中空制品为主。超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。熔点 140熔化焓292.88J/g(4) 加工方面 聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。应用薄膜：低密度聚乙烯广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 中空制品：高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶；管板材：挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设；挤出的板材可进行二次加工；也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料；防护套（例如缆索护套）。纤维：中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。研制出超高强度聚乙烯纤维（强度可达34GPa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。杂品：用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等；制造结构件时要用高密度聚乙烯。PE的主要技术指针如下表所示：表2.1 PE主要技术指标密度（g/）0.910.97抗拉屈服强度（mpa）280比容（/g）092拉伸弹性模量（mpa）吸水率24h（%）001冲击强度kj/无缺口300收缩率（%）2.5缺口 120熔点（）110145弯曲强度（mpa）430热变形温度（）0.45mpa90108强度（hb）2201.80mpa83103体积电阻率（） 图2.2 塑件PROE三维视图第三章 注射机的选择3.1 注射量确定该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在PROE中画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤如：建模分析测量体体积），得到其体积大小为=15.58。塑件的注射容积较小，在此采用一模二腔，即280%3.2 锁模力确定单个塑件的投影面积A3939.23，两个塑件的投影面积由公式得 （3.1） 式中 F-注射机的额定锁模力 n-型腔数，n=2； k-安全系数，取k=1.2； -融料在型腔中平均压力，PE为30mpa； A-塑件投影面积；3.3注射机的类型和规格注射机的类型和规格有很多，按结构形式可分为机的类型和规格有很多，按结构形式可分为立式，卧式和直角式三类，国产卧式注射机一标准化和系列化。这三类不同的结构形式的注射机的特点如下：立式注射机的螺杆垂直装设，锁模装置推动动模板也沿垂直方向移动，优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上安放嵌件，嵌件不容易倾斜或坠落。缺点是制品自模中顶出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有碍于全自动操作。此类是注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广，产量最大的注射成型机，其注射柱塞与螺杆合模运动均沿水平方向布置，并且多数在一条线上（或相互平行。优点是机体比较低，容易加料和操作，制件顶出模具后可自动坠落，所以容易实现全自动操作，机床中心比较低，安装稳妥。其缺点是模具的安装比较麻烦，嵌件放入模具有倾斜或下落的可能，机床的占地面积大。直角式注射机的注射螺杆或柱塞与合模运动方向相互垂直，这种注射机的重要优点是结构简单，便于自制，适合单件生产，中心不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时长利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或螺纹型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力和锁模力，模具受冲击震动比较大。3.4 成型压力PE的成型压力为=30mpa，取70-150，根据模具手册选择卧式注射机，其型号为XS-ZY-1000，主要参数如下： 表3.1注射机工艺参数额定注射量1000柱塞直径85mm注射压力121mpa注射行程260mm注射方式柱塞式锁模力4500kN模具最大厚度700mm模具最小厚度300mm最大成型面积1800最大开模开程700mm模板尺寸1200900mm拉杆空间650550mm合模方式液压-机械定位圈150mm喷嘴球半径18mm喷嘴孔直径4mm第四章 标准模架的选择4.1 模架尺寸选择模架技术的标准，是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规范、基准、和准则。它具有以下定义： 1、减少了模具设计者的重复性工作； 2、改变了模具制造行业“大而全，小而全”的生产局面，转为专业生产； 3、模具的标准化是采用CAD/CAM技术的先决条件； 4、有利于模具技术的国际交流和模具出口。 根据塑件的注射量、动定模固定板的尺寸等，由模具工程手册选得选得模架A2-200250-01-F1 GB/T12556.1-90，组合尺寸如下表 表4.1 模架的组合尺寸 单位: mm模板宽度400座板宽度450垫块宽度68推板厚度30导柱直径35沉头螺钉4-M12模板长度400座板厚度30垫块厚度120推板宽度260导套直径48沉头螺钉6-M16动模板厚度100定模板厚度90推杆固定板厚度25复位杆直径25图4.1 标准模架三维图4.2 模具闭合高度校核根据注射机的参数， 而根据所选标准模架组合尺寸所得，H=30+90+100+120+30=370mmH因此，满足要求。第五章 浇注系统设计浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观形状和成型质量影响颇大5.1 浇注系统的设计原则：1.结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式对称分流道布置。2.尽量减短熔体的流程，以便降低压力损失，增加冲模速度。3.浇口尺寸位置和数量的选择是一个关键部分，应设计为能使熔体的流动加快、防止湍流、涡流、喷射和蛇形流动的形成，并有利于排气。4.防止高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，变形和位移的产生得到阻止。5.浇注系统的凝料脱出机构应方便可靠，应易于使凝料和制品分离或易于切除和修整。6.熔接痕部位受浇口的尺寸、数量及位置的影响，设计浇注系统时对熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响要预先考虑到。7.尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。8.浇注系统的模具工作表面的硬度、精度和表面粗糙度要得到保证，其中浇注口精度要求应在IT8以上。9.设计浇注系统时应考虑冷料的储存措施。10.应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。5.2 主流道的设计：为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为： D=d+(0.51)mm （5.1） D=4+1=5mm （5.2）主流道入口的凹坑球面半径R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径R1，通常为：R2=R1+（12）mm （5.3）R2=18+2=20mm （5.4）主流道半锥角通常为锥度，取4，过大会产生湍流或涡流，产生空气，过小的话凝料脱模非常困难，并且使充模时熔体的流动阻力过大。主流道内壁表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度L一般按模板厚度确定。为了降低熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。5.3 分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于纯圆型面加工较为困难，而圆形截面相对较容易加工，且水力半径又不太小，因此选择圆形截面 形式。其圆形直径取8mm。结构如图所示： 图5.1分流道的机构图5.4 主流道衬套的设计主流道设计一般有以下几个要点： 1、为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角=26。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.8um。 2、为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成球面凹坑，其球面半径为R2=R1+(12)mm，凹入深度35mm。 3、为了减小物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半径r=13mm。 4、在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。 5、对于小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式，但在大数情况下是将主流道与定模座采用H 7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。 6、因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道设计成可拆卸的主流道衬套，用较好的钢材制造并热处理，一般选用T8、T10，热处理硬度要达到HRC5055。在卧式注射机的模具中，主浇道应设计成垂直的分型面，为了使凝料从主流道拔出，故设计成圆锥形，要有2度到6度的锥角，内壁有8以上的光洁度，其小端直径常见为4mm-8mm，看制品重量和补料需要而定，但是小端直径应大于喷嘴直径约1mm，否则主流道中的凝料将无法顺利脱出，主流道的 长度由定模板厚度而定的。由于主流道要与高温的塑料和喷嘴反复的接触和碰撞，所以模具的主流道部分常设计成可以拆卸更换的主流道衬套，以便选用优质钢材进行加工和热处理，主流道与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，二者严密的配合，以避免高压以至塑料从缝隙处溢出。一般凹坑的半径R2应比R1大1-2毫米。主流道衬套大端的圆凸出定模端面5-10毫米，并与注射机定模板的定位孔成功配合，起定位环作用，所以设计成为图纸所示。 5.5 定位圈的设计对于小型模具而言，可以将主流道浇口套与定位圈设计成整体式。但是在大多数情况下是将主流道浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道浇口套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。定位圈用于模具在注射机上安装定位时使用。定位圈和衬套的固定形式如图5.2所示;定位圈结构尺寸如图5.3所示 图5.2 主道衬套的固定形式 1-内六角螺纹； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道衬套；5-定模板5.6浇口形式5.6.1浇口的作用 浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。5.6.2浇口的类型根据模具浇注系统在塑料制品上开设的位置、形状不同，选择不同形式的浇口，结合本质品的特征，选择侧浇口。5.6.3选择浇口形式遵循原则（1） 尽可能使浇口为平衡式设置；（2） 型腔排列进料均衡；（3） 浇口开设部位和型腔布置应尽量对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；（4） 减少塑件的耗料量；（5） 保证塑件外观质量。根据以上原则和零件的实际情况，决定选用侧浇口形式，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是普遍广泛的浇口形式。它的优点为：截面形状简单，加工方便，能对浇口尺寸进行精细加工，表面粗糙度值小。可根据塑件的形状特点和充模需要，灵活地选择浇口位置，如框形或环形塑件，其浇口可设在外侧，也可设在内侧。由于截面尺寸小，因此去除浇口容易，痕迹小，制品无熔合线，质量好。对于非平衡式浇注系统，合理地变化浇口尺寸，可以改变充模条件和充模状态。缺点：对于壳形塑件，采用这种浇口不易排气，还容易产生熔接痕、缩孔等缺陷。在塑件的分型面上允许有进料痕迹的情况下才可使用侧浇口，否则，只有另选浇口。注射时压力损失较大，保压补縮作用比直浇口要小图5.3浇注系统的二维图 第六章 成型零部件设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。6.1 型腔分型面设计合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则：选择分型面的基本原则：(1)分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。(2)尽可能使制品留在动模的一侧。(3)尽可能满足制品的使用要求。(4)尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。(5)不应影响制品尺寸的精度和外观。(6)尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。(7)不妨碍制品脱模和抽芯。(8)有利于浇注系统的合理设置。(9)尽可能与料流的末端重合,有利于排气 由于采用侧浇口， 根据塑件结构形状，选取产品的底平面为型面，具体如图所示： 图6.1型腔分型面示意图6.2 排气槽的设计排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体及熔料所产生的气体排到模具之外。该注射模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，无需另外开排气槽。6.3 成型零件设计6.3.1 凹模结构设计凹模用以形成制品的外表面，注塑件的结构比较简单，可采用整体式凹模，直接在定模板上加工。其优点是牢固、接缝少、结构简单，常用于中、小型模具。 图6.2凹模的结构二维图6.3.2 型芯结构设计由于零件的结构简单，型芯结构也采用整体式。如图所示:图6.3型芯结构二维图6.3.3 成型零件工作尺寸制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，主要依赖于与型腔、型芯的工作尺寸的计算。成型零件工作尺寸的计算内容包括：型芯、型腔的径向尺寸（含矩形的长和宽）、它们的高度尺寸及其中心距尺寸等。可以通过多种方法计算成型零件工作尺寸，现通过塑件的平均收缩率来进行计算。A：型腔内径尺寸计算 （mm） （6.1）式中型腔内径尺寸（mm） D制品的最大尺寸（mm） Q塑料的平均收缩率（%），PE的平均收缩率为2.5% 制品公差 系数，可随制品精度变化，一般取0.50.8之间 模具的制造公差，一般取= 把插座按照矩形形状来计算，插座的长、宽的最大尺寸分别为 =80.5mm =67.6mm查模具手册得得，=0.87mm =0.74mm，则 =（80.580.50.025+0.87）=83.16mm =(67.6+67.60.025+0.74) =69.85mmB：型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，与型腔径向尺寸的计算原理一样，分长、宽两部分计算： (mm) （6.2） 式中型芯外径尺寸(mm) 制品内径最小尺寸(mm)其余符号含义同型腔计算公式。 按矩形计算，插座长度、宽度的最小尺寸分别为 =80.5mm =67.6mm查模具手册得， =0.87mm =0.74mm，则 =（80.580.50.025-0.87）=81.86mm =（67.6+67.60.025-0.74）=68.64mmC：型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定，设制品名义高度尺寸为最大尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量，在计算中取=，加上制造偏差有： （mm） （6.3） 式中型腔的深度尺寸（mm） 制品高度最大尺寸（mm）由模具手册可知， =16.5mm， =0.36mm，因此 =（16.5+16.50.025-0.36）=16.67mmD：型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差+，型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-。根据有关的经验公式： =（+Q+）（mm） （6.4） 式中型芯高度尺寸（mm） 制品深度最小尺寸（mm）由零件图中可得，=16.5mm，查手册可得=0.36mm =（16.516.50.025+0.36）=17.15mmE：型腔壁厚与底板厚度计算注射成型模型腔壁厚的确定应满足模具刚度好、强度大和结构轻巧、操作简便等要求。在塑料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故应有足够的强度、刚度。否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会弯曲变形而导致溢料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料制口的脱模。从刚度计算上一般要考虑下面几个因素：（1）使型腔不发生溢料，PE不溢料的最大间隙为0.05mm。（2）保证制品的顺利脱模，为此同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品冷却固化收缩量。（3）保证制品达到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求较高精度，这就要求模具型腔有很好的刚度。 按整体式的凹模计算侧壁厚度： （mm） （6.5） 式中 b凹模侧壁理论厚度（mm） h凹模型腔的深度（mm） p凹模型腔内熔体压力（Mpa） 凹模长边侧壁的允许弹性变形量（mm），一般塑件=0.005mm c由手册查得，c=1.08 由手册查得，=0.8 EE=2.110Mpa b=4.5mm 取壁厚大于10mm就能能满足要求。 底板厚度计算，根据公式 （mm） （6.6） 由=2.3，由手册查得=2.810，=0.005，则 =6.90mm 取实际底板厚度大于10mm就能满足要求。第七章 脱模机构设计插座，体积小，质量较轻，所以塑件的脱模阻力不大，而推杆又为圆柱形结构，跟模架为间隙配合加工简单、更换方便、脱模效果好。推杆的设置位置采取以下原则：（1）在脱模阻力大的地方设置推杆（2）将推杆均匀分布在制品表面（3）在塑料制品强度刚度较大的地方设置推杆（4）推杆直径应满足相应的强度、刚度条件本次设计塑件的孔比较多，所以推杆直径必须取的比较小，为达到强度刚度要求，所以设置较多的推杆，推杆的分布位置如图所示： 图7.1推板分布位置示意图7.1 脱模力计算推杆的刚度跟强度在开始脱模时，模具所受的阻力最大，所以强度刚度按此时计算，脱模斜度也不考虑（a=0） 对于薄壁矩形件制品 Q=8tESlf/(1-m)(1+f) （kN） （7.1）式中Q脱模最大阻力（kN） t塑件的平均壁厚（cm） E塑料的弹性模量（N/） S塑料毛坯成型收缩率（mm/mm） l包容凸模长度（cm） f塑料与钢之间的摩擦系数 m泊松比，一般取0.380.49查手册得，S=0.025，E=1.810N/cm 已知，t1cm，l=1cm，其中 f=0.28 7.2 推杆的设计: 使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机构。本副模具是通过注塑机的合模机构，把力传给推板，然后通过通过固定板，再通过推杆，把塑件推出的。推出零件常分为推件板、推杆、推管、成型推杆等。此模具的设计也要满足一般推出机构的设计原则：塑件滞于动模一侧，这样有利于设计推出推出机构，以致于使模具结构简单、防止塑件变形、力求良好的塑个外观、结构可靠、脱模时工作可靠，运动平稳，制造方便，更换容易。由塑料模设计手册公式593，圆形推杆直径： （7.2）其中： d圆形推杆直径（cm）； 推杆长度系数0.7； L推杆长度,取平均值9（cm）； n推杆数，本设计为4； E推杆材料的弹性模量（N/cm2），刚的弹性模量为2.1107； Q总脱模力（N）。 顶出行程: =+（510） （7.3）式中e顶出行程余量，取e=5 型芯成型高度已知=16.5mm，e=5mm，则=16.5+5=21.5mm7.3 开模行程对于单分型面的开模行程 L=+e （7.4） 式中L注射机开模行程（mm） 脱模距离（mm） 包括浇注系统在内的制品高度（mm） 已知则L=21.5+95.5+5=122mm，符合注射机要求。7.4 复位的设计该模具脱模机构在完成塑件脱模后，为进行一个循环，必须回到初始位置，该模具是采用复位杆复位的。具体式样见图纸上的推杆固定板和装配图。7.5 侧抽芯的设计当在注射成型的塑件上与开合模方向不同的内侧或外侧有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后在把塑件从模内推出，否则就无法脱模。 7.5.1侧向分型与抽芯机构类型的确定塑件顶部圆形侧孔需要用到抽芯机构，在这里运用机动方式抽芯。驱动方式为斜导柱。该塑件的前半圆侧凹较浅,所需的抽芯距不大,侧凹的成型面积也不大,所以采用斜导柱侧抽芯足够.一般将主型芯和滑块位置设于动模，这样在脱模过程中，侧向分型时对塑件有限制侧向移动的作用，塑件不会黏附在滑块上，脱模比较顺利。 7.5.2 斜导柱的设计斜导柱设置在定模，与滑块的中线对齐，有足够的强度。斜导柱顶端用模仁和定模板固定并磨到和模板平，在开模时能随驱使滑块沿动模板上的导滑槽滑动。斜导柱倾斜角为25度。 7.5.3 滑块的组合及设计形式设计其组合方式时应考虑分型与抽芯的方向要求,并保证塑件有较好的外观质量,另外还应使滑块的组合部分具有足够的强度。利用滑块水平两侧面的凸耳与模套对应的导滑槽滑动配合,达到侧向分型与复位的目的。为防止滑块离开动模，采用压块压住滑块两边的凸耳。 图7.2斜滑块的二维图 斜导柱、滑块、导柱之间的相对位置以及脱模推出完成后的相对位置如图所示。1）滑块左右两面倾角为27度，便于滑块滑动，全部高出动模板。2）斜导柱的导向倾斜角25度，从合模到开模斜导柱刚离开滑块时，斜导柱的移动距离是32.5mm，保证了滑块止动上的配合。3）抽芯距离校核需要抽芯的距离是：=18斜导柱刚好抽出来时的推动距离：=19因：，所以抽芯距离满足要求，塑件能正常取出。 图7.3斜导柱的二维图 图7.4斜导柱的布置第八章 复位机构与导向机构设计8.1 复位机构设计:在顶杆的脱模机构中，顶出塑件