毕业设计（论文）-笔帽注塑模具设计.doc

全套图纸加153893706毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 笔帽注塑模具毕业设计论文 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学 生 姓 名： 学号： XX 指 导 教 师： XX 2018年03月23日摘 要 塑料是一种可塑性的合成高分子材料，具有重量轻且坚固，耐化学腐蚀， 电绝缘性好，价格便宜，可塑性好等特点，广泛应用于电脑、手机、汽车、电机、 电器、家电和通讯产品制造中。 注射成形是成形塑件的主要方法之一， 是指使用注射机将热塑性塑料熔体在 高压下注入到模具内经冷却固化获得产品的方法。注射的优点是生产速度快，效 率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。 本次毕业设计的产品为笔帽，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，易清洁等 特点，为大批量生产产品。本次设计在针对产品进行工艺性分析后，确定模具分 型面、 型腔数目、 浇口形式、 位置大小； 其中最重要的是确定型芯和型腔的结构， 以及它们的定位和紧固方式。此外还进行了脱模机构的设计，合模导向机构的设 计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及编 制成型零部件的制造加工工艺过程卡片。实践证明：该模具结构合理、可靠,并 能保证产品质量,对此类注射产品的模具设计有参考价值。 关键词：塑料 , 注射成形 , 模具设计5AbstractPlastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap. It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products .Keywords:Plastic , Injection molding , Mold design目 录摘 要2Abstract3第一章 前言61.1 模具在加工工业中的地位61.2 模具的发展趋势71.3 设计在学习模具制造中的作用8第二章 塑料的工艺分析82.1 塑件元件图及技术要求82.2 原料（ABS）的成型特性和工艺参数92.2.1 ABS塑料主要的性能指标92.2.2 ABS的注射成型工艺参数10第三章 注射设备的选择103.1 注射成型工艺条件103.1.1 模具所需塑料熔体注射量103.1.2 分型面上的投影面积及所需锁模力113.2 选择注射机113.3 模架的选定123.4 注射机的校核133.4.1 最大注射量的校核133.4.2 锁模力校核143.4.3 模具与注射机安装部分相关尺寸校核14第四章 型腔布局与分型面设计154.1 型腔的布局154.2 分型面的设计15第五章 浇注系统的设计165.1 主流道的设计165.2 主流道衬套的设计175.3 分流道的设计175.4 浇口的选择195.4.1 浇口的选用195.4.2 浇口位置的选用205.4.3 浇注系统的平衡205.4.4 排气的设计21第六章 成型零件的设计216.1 成型零件的结构设计216.1.1 型腔结构设计216.2 成型零件工作尺寸计算226.2.1 外形尺寸23第七章 合模导向机构的设计237.1 导柱结构247.2 导套结构247.3 侧抽芯机构的设计257.3.1 抽拔力257.3.2 抽芯距26第八章 脱模机构的设计268.1 脱模机构设计的总原则268.2 推杆设计278.2.1 推杆的形状278.2.2 推杆的位置和布局27第九章 温度调节系统的设计289.1 模具冷却系统的设计289.2 模具加热系统的设计29第十章 模具的装配3010.1 模具的装配顺序3010.2 开模过程分析31参考文献32致 谢32 全套图纸加153893706第一章 前言光阴似梭，大学四年的学习一晃而过，为具体的检验这二年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为笔帽的注射模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射笔帽模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了常林枫老师的指点，同时也非常感谢机械学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2 模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，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的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（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，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2） 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3） 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，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，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3 设计在学习模具制造中的作用 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，塑料材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。第二章 塑料的工艺分析2.1 塑件元件图及技术要求图1-1 笔帽 技术要求：1.壁厚均匀；2.塑件不可以有裂纹和变形缺陷；3.脱模斜度31；4.未注圆角R1R2。2.2 原料（ABS）的成型特性和工艺参数ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。2.2.1 ABS塑料主要的性能指标密度 (g/ cm) 1.031.05收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz 3.72.2.2 ABS的注射成型工艺参数注射机类型 螺杆式喷嘴形式 通用式 计算收缩率 0.30.8预热温度 8085时间 h 23料筒后段 150170料筒中段 165180料筒前段 180200喷嘴温度 170180模具温度 5080注射压 MPa 60100保压 MPa 4060注射时间 S 2090高压时间 S 05冷却时间 S 20120周期 S 50220螺杆转速 r/min 30后处理 红外线烘灯鼓风烘箱 温度 70 时间 S 24第三章 注射设备的选择3.1 注射成型工艺条件3.1.1 模具所需塑料熔体注射量该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.03-1.05g/m，收缩率为0.3%-0.8%，计算其平均密度为1.04 g/m，平均收缩率为0.55。一幅模具所需塑料的体积：V= n V1 + V2 =1.6nV1=30 cm式中V1单个塑件的体积；V2浇注系统的体积（在学校设计时V2=0.6 nV1）；n初步设定的型腔数量（取4）。质量M=V=3.08g。3.1.2 分型面上的投影面积及所需锁模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面积：A= n A1 + A2 =1.35nA1=306.3cm2式中A1单个塑件在分型面上的投影面积；A2流道凝料在分型面上的投影面积。所需锁模力：Fm=(n A1 + A2) P型 =1072.05KN式中P型塑料熔体对型腔的平均压力（取35MPa）。3.2 选择注射机 根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注射机型号为HTF120X。注射装置INJECTION UNITABC螺杆直径Screw Diametermm364045螺杆长径比Screw L/D RatioL/D23.32018.7理论容量Shot Size(Theoretical)cm3173214270注射重量 Injection Weight(PS)g157195246注射压力Injection PressureMpa197160126螺杆转速Screw Speedrpm0195合模装置CLAMPING UNIT合模力Clamp TonnageKN1200移模行程Toggle Strokemm350拉杆内距Space Between Tie Barsmm410x410最大模厚Max.Mold Heightmm430最小模厚Min.Mold Heightmm150顶出行程Ejector Strokemm120顶出力Ejector TonnageKN33顶出杆根数Ejector NumberPiece5其它OTHERS最大油泵压力Max.Pump PressureMPa16油泵马达Pump Motor Powerkw11电热功率Heater Powerkw9.75外形尺寸Machine Dimension(LxWxH)m4.92x1.33x1.95重量Machine Weightt4.56料斗容积Hopper Capacitykg25油箱容积Oil Tank CapacityL2403.3 模架的选定根据塑件选定模架为：CI-2530-A60-B80-C80。见图3.1：图3-1 塑件模架3.4 注射机的校核3.4.1 最大注射量的校核注射机的最大注射量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注射机的实际注射量最好是注射机的最大注射量的80%。所以选用的注射机最大注射量应满足：0.8 V机 V塑V浇式中V机注射机的最大注射量，416cm3 V塑塑件的体积，该产品V塑2.93cm3 V浇浇注系统体积，该产品V浇10cm3故 V机30cm3选定的注射机的注射容积为120cm3，满足要求。 3.4.2 锁模力校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模力方向产生一个很大的帐型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的帐型力，即F k0AP塑式中P塑型腔的平均压力；k0 锁模力安全系数，一般取k01.11.2，本设计取1.2；F注射机的额定锁模力。故F k0AP塑1286.46KN，选定的注射机的压力为2000KN，满足要求。3.4.3 模具与注射机安装部分相关尺寸校核A 模具闭合高度长宽尺寸要与注射机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽拉杆面积 B模具闭合高度校核Hmin注射机允许最小模厚=130mmHmax注射机允许最大模厚=220mmH模具闭合高度=180mm故满足HmaxHHmin。（1） 开模行程校核 注射机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注射机），故注射机的开模行程应满足下式： S机注射机最大开模行程，230mm; H1顶出距离，16mm； H2包括浇注系统在内的塑件高度，52mm; S机(H模Hmin)H1H2(510)因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。故： 230(180130)62(510)满足条件。第四章 型腔布局与分型面设计4.1 型腔的布局 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图4-1所示：图3-1 型腔图4.2 分型面的设计分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。1.分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2.便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3.保证塑件的精度要求。4.满足塑件的外观质量要求。5.便于模具加工制造。6.对成型面积的影响。7.对排气效果的影响。8.对侧向抽芯的影响。图4-2 塑件分型面第五章 浇注系统的设计5.1 主流道的设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。形状结构如图5-1所示，其设计要点：图5-1 主流道结构 1.主流道设计成圆锥形，其锥角可取26，流道壁表面粗糙度取Ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。 2.主流道前端凹坑球面半径R2比注射机的喷嘴球半径R1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm。 3.主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。 4.主流道长度L以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。 5.主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T10A钢，热处理淬火后硬度5357HRC。5.2 主流道衬套的设计 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为100mm，内径70mm。 具体固定形式如图5-2所示：图5-2 衬套结构5.3 分流道的设计 1.分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： 式中：B梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）L分流道的长度（mm） H梯形的高度（mm） 质量大约43.2g，分流道的长度预计设计成50mm长，且有4个型腔，所以取B为8mm=5.333mm 取H为6mm 根据实践经验，我们可以选择截面直径为8mm，H=6mm。 梯形小底边宽度取6mm。另外由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板），分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。如下图5-3所示图5-3 分流道截面图 2.分流道长度要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长100mm。 3.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为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 本模具的流道布置形式采用平衡式, 如图5-2所示。5.4 浇口的选择 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。5.4.1 浇口的选用 它是流道系统和型腔之间的通道,这里我们采用潜伏式浇口： 1.浇口在成形自动切数断，故有利于自动成形。 2.浇口的痕迹不明显，通常不必后加工。 3.浇口之压力损失大，必须高之射出压力。 4.浇口部份易被固化之残锱树脂堵住。 它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于单型腔模具或表面不允许有较大痕迹的塑件。5.4.2 浇口位置的选用 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。 通常要考虑以下几项原则： 1.尽量缩短流动距离。 2.浇口应开设在塑件壁厚最大处正文。 3.必须尽量减少熔接痕。 4.应有利于型腔中气体排出。 5.考虑分子定向影响。 6.避免产生喷射和蠕动。 7.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8.注意对外观质量的影响。 由于此塑件为外观件，所以外观不能有瑕疵，由于产量关系，最后定为侧浇口，以节省成本，追求最大效益。5.4.3 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。5.4.4 排气的设计 排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。 适当地开设排气槽，可以大大降低注射压力、注射时间、保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。其设计往往主要靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，此模我们利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。第六章 成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括型腔、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。6.1 成型零件的结构设计6.1.1 型腔结构设计 型腔是成型产品外形的主要部件，其结构特点是随产品的结构和模具的加工方法而变化。 组合镶拼方式的优点：对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的型腔结构。同时可以使型腔边缘的材料的性能低于型腔的材料，避免了整体式型腔采用一样的材料不经济，由于型腔的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的型腔报废。 组合式型腔简化了复杂型腔的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料。本设计型腔结构如图6-1所示。图6-1 型腔结构图6.2 成型零件工作尺寸计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定如下： 1.塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。 2.模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。 3.模具的磨损量：实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。 4.塑件的收缩率：塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。=%=2% 5. 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。6.2.1 外形尺寸 根据公式： LM=52.69mm, LM=52.95=11.5mm, LM=11.56=8.7mm, LM=8.74=15mm, LM=15.08=3.25mm, LM=3.27=0.5mm, LM=0.52式中：s塑料的平均收缩率，ABS为0.55%；塑件外径尺寸（取45mm）；修正系数（取0.75）；塑件尺寸公差，见上塑料尺寸公差值；模具制造误差，其他误差忽略，当尺寸小于50mm时， ；当塑件尺寸大于50mm 时，。第七章 合模导向机构的设计 导柱导向机构设计要点： 1.小型模具一般只设置两根导柱，当其元合模方位要求，采用等径且对称布置的方法，若有合模方位要求时，则应采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。大中型模具常设置三个或四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。 2.直导套常应用于简单模具或模板较薄的模具；型带头导套主要应用于复杂模具或大、中型模具的动定模导向中；型带头导套主要应用于推出机构的导向中。 3.导向零件应合理分布在模具的周围或靠近边缘部位；导柱中心到模板边缘的距离一般取导柱固定端的直径的11.5倍；其设置位置可参见标准模架系列。 4.导柱常固定在方便脱模取件的模具部分；但针对某些特殊的要求，如塑件在动模侧依靠推件板脱模，为了对推件板起到导向与支承作用，而在动模侧设置导柱.。 5.为了确保合模的分型面良好贴合，导柱与导套在分型面处应设置承屑槽；一般都是削去一个面，或在导套的孔口倒角。 6.导柱工作部分的长度应比型芯端面的高度高出68mm，以确保其导向作用。 7.应确保各导柱、导套及导向孔的轴线平行，以及同轴度要求，否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。 8.导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时可采用H8/f8或H9/f9）；导柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。导套与安装之间一般用H7/m6的过渡配合，再用侧向螺钉防止其被拔出。 9.对于生产批量小、精度要求不高的模具，导柱可直接与模板上加工的导向孔配合。通常导向孔应做志通孔；如果型腔板特厚，导向孔做成盲孔时，则应在盲孔侧壁增设通气孔，或在导柱柱身、导向孔开口端磨出排气槽；导向孔导滑面的长度与表面粗糙度可根据同等规格的导套尺寸来取，长度超出部分应扩径以缩短滑配面。7.1 导柱结构 带头导柱如图7-1所示图7-1 导柱图7.2 导套结构 带头导套如图7-2所示图7-2 导套图7.3 侧抽芯机构的设计7.3.1 抽拔力塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，而将型芯或凸模包紧，塑件在脱模时，必须克服这一包紧力及抽芯机构所产生的磨擦力才能抽出活动型芯。在开始抽拔的瞬时所需的抽拔力成为初始抽拔力，以后抽拔所需的力成为相继抽拔力。初始抽拔力比相继抽拔力大，所以，在设计计算时总是考虑初始抽拔力。抽拔力F 可用下式计算： F= （4-21）式中 P塑件的收缩应力(Mpa)，模具冷却时P=39.2MPa；A塑件包围型芯的侧面积，10152mm2F摩擦系数，一般f=0.15-1.0，取0.6脱模斜度， 1F抽拔力 F=39.2101.52COS(0.6-tan15)/(1+0.6sin1COS1)=3937.8N （4-22）斜导柱受弯曲力为： （4-23）式中 斜导柱的倾斜角，22斜导柱所受弯曲力，N =4076.7N （4-24）7.3.2 抽芯距 将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说，抽芯距等于侧孔深度加2mm-3mm的安全距离。其计算公式为： （4-25）式中 设计抽芯距，40mmS 抽芯距mm=9.5mm第八章 脱模机构的设计8.1 脱模机构设计的总原则 1.要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。 2.正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。 3.推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。 4.推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度），远动灵活，制造及维修方便。8.2 推杆设计8.2.1 推杆的形状 如图8-1所示图8-1 推杆图8.2.2 推杆的位置和布局 1.应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。 2.应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推数目。 3.推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。 4.推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距型芯侧壁10.13mm；当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推杆孔距型芯侧壁23mm。 5.在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。 6.若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带塑件。第九章 温度调节系统的设计 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。 1.低的模具温度可降低塑件的收缩率。2.模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。3.对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。4.随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。5.提高模具温度可以改善塑件的表面质量。 在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度。 因笔帽使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。 总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。 对温度调节系统的要求： 1.确定加热或是冷却； 2. 模温均一，塑件各部分同时冷却； 3. 采用低的模温，快速且大量通冷却水； 温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。9.1 模具冷却系统的设计 根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm。 另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循： 1.浇口处加强冷却。 2.冷却水孔到型腔表面的距离相等。 3.冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大。 4.冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。 5.进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注射机的背面。 6.冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。9.2 模具加热系统的设计 因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为5070，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。第十章 模具的装配 装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。 塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。 浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.050.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。10.1 模具的装配顺序 1.确定装配基准； 2