毕业设计（论文）-中空桶盖塑料模具设计（全套图纸）.pdf

I 中空桶盖塑料模具设计 摘 要 本次设计主要对中空桶盖注射模的设计，提出了模具设计的关键点，设计了模具 的整体结构。根据塑件分型面的位置，设计了推件板推出结构，零件采用了单分型面 的侧浇口，提高了注射的质量。通过对塑件进行工艺的分析及其结构分析，从产品结 构工艺性， 具体模具结构出发， 对模具的浇注系统、 模具成型部分的结构、 顶出系统、 注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。该模具一模四腔经过生产验证，该 模具结构合理，动作可靠。 关键词：注射模；脱模机构；结构设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 II III 目 录 1 绪论 . 1 2 塑件成型工艺的可行性分析 . 2 2.1 塑件分析 . 2 2.2 塑件的原材料分析 . 2 2.3 成型工艺分析如下 . 3 2.3.1 精度等级 . 3 2.3.2 脱模斜度 . 3 3 注射成型机的选择与成型腔数的确定 . 5 3.1 注射成型机的选择 . 5 3.1.1 估算零件体积和投影面积 . 5 3.1.2 锁模力 . 5 3.2 注塑机的校核 . 5 3.3 成型腔数的确定 . 6 4 浇注系统的设计 . 7 4.1 浇注系统的作用 . 7 4.2 浇注系统的组成 . 7 4.3 垂直式主流道设计 . 8 4.4 定位圈的设计 . 8 4.5 浇口设计 . 8 5 成型零件结构设计 . 9 5.1 分型面的设计 . 9 5.1.2 分型面的分类 . 9 5.1.3 分型面的分类及选择原则 . 10 5.1.4 分型面的确定 . 10 5.2 型腔的分布 . 11 5.3 型腔的结构设计 . 11 5.4 型芯的结构设计 . 12 5.5 模具成型零件的工作尺寸计算 . 12 IV 6 排气系统的设计 . 16 6.1 排气不良的危害 . 16 6.2 排气系统的设计方法 . 16 7 导向与脱模机构的设计 . 17 7.1 导向机构的作用和设计原则 . 17 7.1.1 导向机构的作用 . 17 7.1.2 导向机构的设计原则 . 17 7.2 导柱、导套的设计 . 17 7.2.1 导柱的设计 . 17 7.2.2 导柱的分布设计 . 18 7.2.3 导套的设计 . 19 7.3 顶出脱模机构的确定 . 20 8 其它结构零部件的设计 . 21 8.1 模具安装尺寸校核 . 21 8.2 开模行程的效核 . 21 9 温控系统设计 . 23 9.1 模温对塑件质量的影响 . 23 9.2 模温对生产效率的影响 . 24 9.3 加热系统 . 24 9.4 冷却系统 . 24 9.5 冷却介质 . 24 9.6 冷却装置的结构形式 . 25 10 经济性与环保性分性 . 26 11 模具结构简述 . 28 结论 . 29 致谢 . 30 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1 1 绪论绪论 随着中国当前的经济形势的日趋好转， 在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引 下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重 要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济 效益， 因而引起了各国的高度重视和赞赏。 在日本， 模具被誉为“进入富裕的原动力”， 德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见 模具工业在国民经济中重要地位。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。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、 精密模具在模具产量中所战比例越来越大。 注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的 加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的 浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 本次课程设计的主要任务是对中空桶盖的设计， 也就是设计一副注塑模具来生产 中空桶盖的塑件产品，以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性，具体模具 结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机 的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。通过模具设计表明该模具能达质量和加 工工艺要求。 中空桶盖的具体结构， 通过此次设计， 使我对模具的设计有了较深的认识。 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。 2 2 塑件成型工艺的可行性分析塑件成型工艺的可行性分析 2.1 塑件分析塑件分析 中空桶盖工件如图 2-1 所示，它是工业用品，要求大批量生产，对尺寸，外观和 光洁度无具体要求，根据该塑件结构特点，模具设计采用脱模板顶出结构，也是工厂 里比较简单，实用，常见的顶出结构。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经 济性、保证塑件精度，并考虑模具设计时应合理确定型腔数目，由于体积比较大，该 模具选择一模四腔。 图图 2-1 塑件尺寸塑件尺寸 2.2 塑件的原材料分析塑件的原材料分析 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,辐照改性，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 3 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。 成型特性： （1）结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时 宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分，不宜用直接浇口，以防收缩不均， 内应力增大，注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。 （2）收缩范围和收缩值大，方向性明显,易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷 料穴，并有冷却系统。 （3）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，可强行脱模。 （5）可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。 表表 2-1 PE 注射成形的工艺参数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 5060 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 4050 05 15 60 15 50 40 120 2.3 成型工艺分析如下成型工艺分析如下 2.3.1 精度等级精度等级 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 MT4 级。 2.3.2 脱模斜度脱模斜度 由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件 脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考 4 虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。制品设脱模斜度 为 0.5。 5 3 注射成型机的选择与成型腔数的确定注射成型机的选择与成型腔数的确定 3.1 注射成型机的选择注射成型机的选择 3.1.1 估算零件体积和投影面积估算零件体积和投影面积 用 三 维建模分析 知 塑件体积为体积： V=54.7cm3，单侧 投 影 面积为 ： A=42206.3mm2，由于此模具浇注系统采用侧浇口，其浇注系统凝料较小，估计浇注 系统的体积为 10cm3，由于采用的是一模四腔 V 总=4V 塑+V 浇=45476+10=245.4cm3 （3-1） PE 的体积是 0.9-0.91 克/立方厘米。 所以总体质量 0.9245.4=220.86g 3.1.2 锁模力锁模力 计算其所需锁模力为： F 锁 =AP 型=42206.345Mp=10.49KN （3-2） 3.1.3 选择注射机及注射机的主要参数选择注射机及注射机的主要参数 由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表附录 D（塑料成型工艺与模具设计）初步选用注射机 SX-ZY-125。 表表 3-1 XS-ZY-125 型注射机主要参数型注射机主要参数 3.2 注塑机的校核注塑机的校核 （1） 最大注塑量校核。 材料的利用率为 500/840=0.60， 符合注塑机利用率在 0.3 0.80 的要求。 （2）注射压力的校核。所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力， PE 塑件的注塑压力一般要求为 30100MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。 （3）锁模力效核。高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀 名称 大小 名称 大小 注射量/cm3 125 最大开模行程/mm 300 螺杆直径/mm 42 模具厚度/mm 最大 300 注射压力/MPa 60100 最小 200 注射行程/mm 130 喷嘴球径/mm SR12 注射时间/s 2090 喷嘴孔径/mm 4 锁模力/KN 900 锁模方式 螺杆式 6 模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模 力必须小于注塑机额定锁模力。 型腔压力 Pc 可按下式粗略计算： Pc=kP （3-3） 式中： Pc-为型腔压力（MPa）； P-为注射压力（MPa）； K-为压力损耗系数，通常在 0.250.5 范围内选取。 所以，Pc=KP=0.37120=45MPa，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定 锁模力： TKPcA （3-4） 式中： T-为注塑机的额定锁模力（KN）； A-为塑件和流道系统在分形面上的投影面积（mm2）； K-为安全系数，通常取 1.11.2； KpcA=1.24523306.3=12.59KN （3-5） 所以 T=900KN KPcA 成立，即该注塑机的锁模力符合要求。 3.3 成型腔数的确定成型腔数的确定 以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%计算： 件 浇 W WS = 8 . 0 （3-6） 9 . 0 24.7 101258 . 0 = =4.08 式中： N-型腔数； S-注射机的注射量（g）； W-浇注系统的重量（g）； W 件-塑件重量（g）； 因为，N=4.082 所以，此模具型腔为一模 4 腔结构合理。 7 4 浇注系统的设计浇注系统的设计 4.1 浇注系统的作用浇注系统的作用 浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道， 因此它应能够顺利 的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注 系统设计的具体要求是： 对模腔的填充迅速有序； 可同时充满各个型腔； 对热量和压力损失较小； 尽可能消耗较少的塑料； 能够使型腔顺利排气； 浇注道凝料容易与塑料分离或切除； 不会使冷料进入型腔； 浇口痕迹对塑料外观影响很小。 4.2 浇注系统的组成浇注系统的组成 浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料井。 浇注系统设计应注意的几个问题： （1）首先根据塑料制品的结构分析其充填过程，以保证塑料制品的内在质量和 尺寸稳定。这一点在大型塑料模具制品及其功能性塑料制品上尤为重要。 （2）在设计浇系统时，应当非常注意浇注系统对制品外观的影响。在设计过程 中经常会遇到这样的情况，某一塑料制品的浇口影响制品外观，只能将浇口该设在其 他部位。若实在无法处理时，可通过改变制品的结构来解决。上述问题，对有外观质 量要求的塑料制品尤为重要。 （3）在设计浇注系统时，应考虑到模具在注射时，是否能适应全自动操作。要 达到全自动操作，必须保证在开模时，制品与浇注系统能自动脱落，浇口与制品亦要 尽可能自动分离。 （4）浇注系统的设计，必须考虑到塑料制品的后续工序。如因后续工序在加工、 装配、管理上需要，往往须设置辅助流道，将多件制品联成一体。 （5）在设计浇注系统时，应留有一定的余地，这样在使用是即使有些不足，亦 8 可以比较方便的解决。 （6）多观察分析各类塑件制品的浇注系统和浇口位置的选择，吸取其成功之处， 提高浇注系统的可靠性。 （7）设计浇注系统时，其主流道进口应尽量与模具中心重合。 4.3 垂直式主流道设计垂直式主流道设计 下图是主流道的形式及设计参数。 式中： D=注射机喷嘴的孔径+（0.51）=3mm d-主流道小端直径，既主流道与注射机喷嘴接触处的直径。 L-主流道长度：根据模具的具体结构，在设计时确定。 -主流道的锥度： 一般在 1 到 3 度对粘度较大的塑料，尽量选用标准度值， 故取 =2。 4.4 定位圈的设计定位圈的设计 定位圈也是标准件，外径为 100mm，内径 36mm。具体固定形式如下图所示： 图图 4- 4 定位圈和浇口套结构简图定位圈和浇口套结构简图 4.5 浇口设计浇口设计 浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇 口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。 一般情况下，浇口采用长度很短而截面很窄的小浇口。当熔融塑料通过狭小的浇 口时，流速增高，并因摩擦使料温也增高，有利于填充型腔。同时，狭小的浇口适当 保压补缩后首先凝固封闭型腔， 使型腔内的熔料即可在无压力状态下自由收缩凝固成 型，因而塑件内残余应力小，可减小塑件的变形和破裂。狭小的浇口便于浇道凝料与 塑件的分离，便于修整塑件，成型周期较短。但是，浇口截面尺寸不能过小。过小的 9 浇口，压力损失大，冷凝快、补给困难，会造成塑件缺料、缩孔等缺陷，甚至还会产 生熔体破裂形成喷射现象，使塑件表面出现凹凸不平。 此设计采用侧浇口： （1）浇口截面较大，流程较短，流动阻力小，适用于深腔，壁厚，材料流动性 差的壳类塑件。 （2）模具结构简单紧凑，便于加工，流程短，压力损失小。 （3）保压补缩作用强，易于完全成型。 （4）有利于排气及消除熔接痕。 如图 4-5： 图图 4-5 浇口形式结构简图浇口形式结构简图 5 成型零件结构设计成型零件结构设计 5.1 分型面的设计分型面的设计 5.1.2 分型面的分类分型面的分类 实际的模具结构基本上有三种情况： 10 （1）型腔完全在动模一侧； （2）型腔完全在定模一侧； （3）型腔各有一部分在动定、模中。 5.1.3 分型面的分类及选择原则分型面的分类及选择原则 分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且设计末句结构和制造成 本。一般来说，分型面的总体选择原则有以下几条： 脱出塑件方便； 模具结构简单； 型腔排气顺利； 确保塑件质量； 无损塑件外观； 合理利用设备。 5.1.4 分型面的确定分型面的确定 注塑体为圆柱形，而确定分型面时，由于塑件在型腔中的方位和形状，谷采用单 分型面。打开模具取出塑件或浇注系统的凝料的面，称之为分型面。分型面的设计它 受到塑件的形状、壁厚、和外观、尺寸精度、及模具型腔的数目等诸多因素的影响。 由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关， 因而型腔的排布在设计中加以综合考 虑。型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从压力中等分所得的足够压力，以保证 塑件熔体同时均匀地充满每个型腔。 该模具采用的平衡式鉴于以上的要求， 在该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大 的部位，如下图位置。 11 图图 5-1 分型面位置结构简图分型面位置结构简图 5.2 型腔的分布型腔的分布 模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H 形排列、直线排列、对称排列 及复合排列等。该模具、结构较为简单，综合考虑模具设计为一模四腔，零件设计对 称设计，结构简单。 如图所示 5-2。 图图 5-2 型腔的分布简图型腔的分布简图 5.3 型腔的结构设计型腔的结构设计 型腔用于成型塑件的外表面， 又称为阴模、 型腔。 按其结构的不同可分为整体式、 整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式 5 种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不 适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采 用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕 迹，模具结构复杂。 12 由于该模具结构一般，又属于中小型模具，结构无复杂部分，所以凹模板采用整 体式。 5.4 型芯的结构设计型芯的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组 合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在 小型模具中型芯、模板常做成一体。由于该模具简单。为了节约成本，利于顶出和排 气，凸模板采用镶拼式如图 5-3。 图图 5-3 型芯结构简图型芯结构简图 5.5 模具成型零件的工作尺寸计算模具成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：型腔、型 芯的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量， 模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。 其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面查阅参考文献7： （1）成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸 的误差很大，塑件尺寸的变化值为 s=(Sma- Smin)Ls （5-5） 式中： s-为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）； 13 Smax-为塑料的最大收缩率（%）； Smin-为塑料的最小收缩率（%）； Ls-为塑件尺寸（mm）。 一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件寸误差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以内。 （2）模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在 IT7IT8 级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 （3）零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损， 对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的 1/6，而大型零件，应在 1/6 之下。 （4）模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑 件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。 综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因 素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步 修订。 通常型芯、 型腔组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带 法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩 率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，查参考文献7： 型腔的內形尺寸： L凹=L 塑 (1+k)- (3/4) 3+ （5-6） 式中： L凹-为型腔內形尺寸(mm)； L 塑 -为塑件外径基本尺寸(mm)，即塑件的实际外形尺寸； K 为塑料平均收缩率(%)，此处取 0.5%； s-塑件公差，查表知 PE 塑件精度等级取 5 级；塑件基本尺寸在 03mm 范围内 取 0.2mm;塑件基本在 36mm 公差取 0.24mm；塑件基本在 610mm 公差取 0.28mm； 14 塑件基本尺寸在 1824 范围内其公差取 0.44mm；塑件基本尺寸在 2430 范围内其公 差取 0.52mm ；塑件基本尺寸在 3040 范围内其公差取 0.56mm； 所以型腔尺寸如下： L1=26(1+0.005)- (3/4)0.56 3 56 . 0 + =26.76 19 . 0 0 + L2=79(1+0.005)- (3/4)0.86 3 86 . 0 + =79.70 29. 0 0 + 型腔深度的尺寸计算： h凹=h 塑 (1+k)- (3/4) 3+ （5-7） 式中： h凹-凸模/型芯高度尺寸(mm)； h 塑 -为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； H1=25(1+0.005)- (3/4)0.52 3 52 . 0 + =24.75 17 . 0 0 + 型芯的外形尺寸计算： L凹=L 塑 (1+k)+(3/4) -/3 （5-8） 式中： L凹-型芯外形尺寸(mm)； L 塑 -为塑件內形基本尺寸(mm)即塑件的实际內形尺寸； 由于该塑料的收缩率不大为 0.5%，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率， 在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。 所以型芯的尺寸如下： L1=60（1+0.005）+（3/4）0.74 3 74 . 0 =60.86 0 25 . 0 L2=20（1+0.005）+（3/4）0.44 3 44 . 0 =20.43 0 15 . 0 型芯的深度尺寸计算： 15 h凹=h 塑 (1+k)+ (2/3)-/3 （5-9） 式中： h凹-为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h 塑 -为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸； 三个型芯的高度分别为： H1=16（1+0.005）+（2/3）0.38 3 38 . 0 =16.33 0 13 . 0 H2=3（1+0.005）+（2/3）0.24 3 24 . 0 =3.195 0 08. 0 16 6 排气系统的设计排气系统的设计 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置 换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体查阅参考文献7。排气系统的设计相 当重要。 6.1 排气不良的危害排气不良的危害 （1）增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满。 （2）在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低。 （3）滞留气体时塑件产生质量缺陷。 （4）型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解。 （5）由于排气不良，降低了充模速度。 6.2 排气系统的设计方法排气系统的设计方法 （1）利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关。 （2）对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气。 （3）利用顶杆与孔的配合间隙排气。 （4）利用球状合金颗粒烧结块渗导排气。 （5）在熔合缝位置开设冷料穴。 本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动 型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气， 这里不再单独设计排气 槽。 17 7 导向与脱模机构的设计导向与脱模机构的设计 7.1 导向导向机构的作用和设计原则机构的作用和设计原则 7.1.1 导向导向机构的作用机构的作用 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件， 通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有： （1）定位作用； （2）导向作用； （3）承载作用； （4）保持运动平稳作用； （5）锥面定位机构作用。 7.1.2 导向导向机构的设计原则机构的设计原则 导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距 离，以保证模具强度和防止模板发生变形。 导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度。 导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度 要求。 导柱和导套应有足够的耐磨性。 为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这 就要根据具体情况而定。 7.2 导柱、导导柱、导套的设计套的设计 7.2.1 导柱导柱的设计的设计 导向机构对于塑料模具来说是必不可少的部件， 因为在模具的闭合时要求有一定 的方向和位置， 所以必须有导向机构， 导向机构主要有定位， 导向， 受一定的侧压力， 一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，导柱如图 7-1 所示： 18 图图 7-1 导柱零件简图导柱零件简图 7.2.2 导柱导柱分布设计分布设计 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 20 钢渗碳处理，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。 导柱布置如图 7- 2： 图图 7-2 导柱布置简图导柱布置简图 19 按推出零件的类别分类： （1）推杆推出脱模； （2）推管推出脱模； （3）推件板推出脱模； （4）复合推出脱模。 7.2.3 导套的设计导套的设计 导套与安装在另外一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，以保 证模具运动导向精度的圆套形零件。 导套常用的结构形式有两种： 直导套、 带头导套。 （1）采用带头导套 （2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。 （3）导套孔的的滑动部分按 H7/f7 的间隙配合，表面粗糙度为 0.4um。 （4） 导套外径与模板一端采用 H7/k6 配合； 另外一端采用 H7/f7 配合镶入模板。 （5）导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，该模具中采用 20 钢。 导套如图 7-3： 图图 7-3 导导套套示意示意图图 20 7.3 顶出脱模机构的确定顶出脱模机构的确定 它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用 的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则， 该模具的脱模零部件设在动模上，选择脱料板顶出。 如图 7-4，在注射机中心油缸的推动力下推板推动复位杆，复位杆推动脱料板。 产品推出后，由于弹簧的作用力下，模具进行复位。 图图 7-4 顶出顶出脱模结构简图脱模结构简图 21 8 其它结构零部件的设计其它结构零部件的设计 塑料模的支承零件包括定模（或上模）座板、定模（上模）板、型腔固定板、支 承板、支架、动模（或下模）座板等。注射模的支承零件的典型组合如图 8-1 所示。 图图 8-1 支承支承零件的零件的典典型组型组合合 8.1 模具模具安装安装尺寸校核尺寸校核 模具安装固定有两种：螺钉固定、压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具多 采用此法），模具动定模板上的螺孔及其间距，必须和注塑机模板台面上对应的螺孔 一致；采用压板固定时（中、小型模具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔 就可以，有较大的灵活性；该模具采用压板固定。 8.2 开开模行模行程程的的效效核核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。 对于单分形面的 注塑模具，其开模行程按下式效核查参考文献15： 22 SH1+H2+(5- 10) （8-1） 式中： S-为注塑机的最大行程（此模具中为 300）mm； H1-为塑件的脱模距离（此模具中为 20）mm； H2-为包括流道在内的塑件高度（此模具中为 90）mm； 所以上式成立（110300），即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数 的效核可知该注塑机符合要求。 23 9 温控系统设计温控系统设计 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。 9.1 模模温对温对塑件塑件质量质量的影的影响响 （1）改善成形性每一种塑料都有其湿度的成形模温，在生产过程中若能始终维 持相适应的模温则其成形性可得到改善，若模温过低，会降低塑件熔体流动性，使塑 件轮廓不清，甚至充模不满；模温过高，会使塑件脱模时和脱模后发生变形，使其形 状和尺寸精度降低。 （2）成形收缩率利用模温调节系统保持模温恒定，能有效减少塑料成型收缩的 波动，提高塑件的合格率。采用允许的的模温，有利于减少塑料的成形收缩率，从而 提高塑件的尺寸精度。并可缩短成形周期，提高生产率。 （3）塑件变形模具型芯与型腔温差过大，会使塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲 变形。 尤以壁厚不均和形状复杂的塑件为甚。 需采用合适的冷却回路， 确保模温均匀， 消除塑件翘曲变形。 （4）尺寸稳定性对于结晶性塑料，使用高模温有利于结晶过程的进行，避免在 存放和使用过程中，尺寸发生变形；对于柔性塑料（如聚烯烃等）采用低模温有利用 塑件尺寸稳定。 （5）力学性能适当的模温，可使塑件力学性能大为改善。例如，过低模温，会 使塑件内应力增大，或产生明显的熔接痕。对于粘性大的刚性塑料，使用高模温，可 使其应力开裂大大的降低。 （6）外观质量适当提高模具温度能有效地改善塑件的外观质量。过低模温会使 塑件轮廓不清，产生明显的银丝、云纹等缺陷，表面无光泽或粗糙度增加等。 24 9.2 模温对生产效率的影响模温对生产效率的影响 就注射成形过程讲，可把模具看成为热交换器。塑料熔体凝固时释放出的热量中 约有 5%以辐射、对流的方式散发到大气中，其余 95%由模具的冷却介质（一般是水） 带走。因此模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。据统计，模具的冷却 时间约占整个注射成形周期的 2/3 至 4/5，因此缩短注射成形周期内的冷却时间是提 高生产效率的关键。故在设计过程中冷却时间应适当控制。 模具温度是否合适、均一与稳定对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及 塑件的形状、外观、尺寸精度都有重要的影响。 注射模设计温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良 好的产品质量和较高的生产率。 9.3 加热系统加热系统 由于该套模具的模温要求在 5080C，无需设置加热装置。 9.4 冷却系统冷却系统 一般注射到模具内塑料温度为 200C 左右， 而塑件固化后从模具型腔中取出时其