试管注塑模设计（有全套图纸） .pdf

本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 目录 前言.2 设计内容及设计目的.4 1.1 本次设计内容.4 1.2 本次设计的目的：.5 模具设计.6 2.1 确定塑料件的相关参数.6 2.1.1 塑件特性分析.6 2.1.2 注塑模工艺条件.6 2.2 型腔数目的决定及排列.7 2.3 分型面的选择.8 2.4 浇注系统的设计.9 2.4.1 主流道设计.9 2.4.2 分流道设计.10 2.4.3 浇口的设计.11 2.4.4 冷料穴的设计.11 2.5 注射机型号的确定.12 2.6 排溢系统的设计.12 2.7 成型零件的工作尺寸.13 2.8 模架的确定和标准件的选用.14 2.8.1 定模座板.14 2.8.2 定模型腔板.15 2.8.3 动模型腔板.15 2.8.4 支承板.15 2.8.5 垫块.15 2.86 动模座板.15 2.9 导柱导向机构的设计.15 2.10 推出机构的设计.15 2.11 侧向分型与抽芯机构的设计.16 2.12 冷却系统设计.18 2.13 整体设计.19 参考文献：.22 致谢.23 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 前言 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又 是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁 力工业” 。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工 业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” 。 日本模具产业年产值达到 13000 亿日元， 远远超过日本机床总产值 9000 亿日元。 如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。 现代模具工业已从传统的劳动密集产业转变成为一个技术密集、 人才密集和 资本密集的产业。加入 wto 后，模具企业为了参与激烈的市场竞争，不仅重视人 才的开发和培训，广泛使用新技术，努力提高自己的目击技术水平。在激烈的竞 争中发展起来的现代模具企业，其重要特征表现如下： （1）以计算机为中心。计算机技术的广泛使用，现代模具企业的重要特征是 以计算机为中心。计算机是整个企业最活跃、最核心、最需要投资以及更新最快 的部分（其软件每 2-3 年、硬件每 3-5 年更新一次） 。以计算机为中心建立起来 的计算机辅助设计、计算机辅助工程以及计算机辅助制造（cad/cae/cam）是企 业的生产主线，并向集成化、网络化、智能化方向发展。 （2）模具设计水平高。现代模具企业都广泛采用计算机辅助技术、人工智能 技术进行设计决策、模拟分析和优化设计。同时，数据库和计算机网络技术应用 使设计师可以在更大范围内共享设计资料、信息、资源和展开合作，使现代模具 设计的总体水平上升到一个前所未有高度。现代模具有的还要求有控压、控温等 功能，甚至要求提供某些测量元件。在模具标准化、通用化、典型化程度狠高的 情况下。个模具企业都利用自己的某些专长设计制造模具。在激烈的竞争中求发 展。 （3）生产设备先进。现代模具的加工，更多地依靠各种自动化程度较高的高 精度、高效率机床。从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制 与检测，必须设备齐全，配套合理。其中，数控加工设备所占比重比较大，以适 应单件或小批量复杂模具的生产。同时，数控加工设备也是模具 cad/cae/cam 的基础，有助于实现模具制造的 全自动加工。 （4）供货期短。现代模具对短交货期的要求日益迫切，模具的交货期限已从 传统的几个月向几十天、十几天甚至数小时发展，这些事传统制模方法所不能达 到的。 模具设计已从人工禁言设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。 广泛采 用模具 cad/cae/cam 技术，是模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、 检 验、 试模等工作一体化，设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个生 产部门，大大缩短模具生产周期。此外，成形过程计算机模拟，并行工程，人工 智能，快速原型制造等先进制造技术的应用，以及模具标准化、专业化生产等也 为缩短供货期起了重要作用。 本次毕业设计，就瞄准这一发展前景，在段武茂老师的精心指导下，通过对 基座注射模的设计，深入学习了 proe，掌握了注射模具设计的一般方法，模具 制造的专用设备及注射机的工作原理，为今后工作打下坚实的基础。 本次设计历时数周，首先去图书馆借阅了有关注射模的书籍，了解产品的注 塑过程和模具的制造方法，初步知道在设计过程中所需注意的问题，弄清自己的 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 具体工作，设计所要达到的要求，计算数据，确定每个零件用什么材料。然后用 proe 对产品进行开模，完成三维造型，对各个零件出工程图，整理资料并编写 设计说明书。最后交指导老师审阅，并作修改，最后定稿。 由于水平有限，加上经验不租，疏漏和错误之处在所难免，恳请各位老师指 正。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 设计内容及设计目的 1.1 本次设计内容 本次试管注塑模具设计采用 cad 技术能有效地对真个设计制造过程预测评 估，通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，再现能力强，整体水平容 易控制，能够熟读获得样品，能利于争取订单，赢得客户；同时节省大量的模具 试制材料费用，减少模具返修费率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。 1、本课题的研究内容及基本要求 （1） 独立拟定塑件的成型工艺，正确选用成型设备。 （2） 合理的选择模具结构。根据塑件图及技术要求，提出模具结构方案， 并 使其结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的 要求，提出修改塑件图纸的要求。 （3） 正确的确定模具成型零件的形状和尺寸。 （4） 所设计的模具应该制造方便、造价便宜。 （5） 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工。 （6） 设计的模具应当效率高，安全可靠，如要求浇注系统冲型快，冷却系统 效果好，唾沫机构灵活可靠，自动化程度高。 （7）要求模具零件耐磨、耐用、使用寿命长。 设计方案如下： 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 1.2 本次设计的目的： 1.掌握注射模设计的一般方法。 2.了解注射机的工作原理。 3.了解模具加工方法。 4.进一步掌握设计的一般方法，熟料设计的一般过程。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 模具设计 2.1 确定塑料件的相关参数 2.1.1 塑件特性分析 pp 是一种半结晶性材料。它比 pe 要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物 型的 pp 温度高于 0以上时非常脆， 因此许多商业的 pp 材料是加入 14%乙烯的 无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的 pp 材料有较低 的热扭曲温度（100） 、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击 强度。pp 的强度随着乙烯含量的增加而增大。pp 的维卡软化温度为 150。由 于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。pp 不存在环境应力开 裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 pp 进行改 性。 pp 的流动率 mfr 范围在 140。低 mfr 的 pp 材料抗冲击特性较好但延展强度 较低。对于相同 mfr 的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，pp 的收缩率相当高，一般为 1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比 pe-hd 等材料 要好得多。加入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。均聚物型和共聚物型 的 pp 材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香 烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。pp 也不象 pe 那样在 高温下仍具有抗氧化性。 聚丙烯（pp）是常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频 绝缘材料应用。pp 属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程 度高而呈现较大收缩率(1.01.5)。pp 在熔融状态下，用升温来降低其粘 度的作用不大。因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主， 以 提高制品的成型质量。 2.1.2 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：220275，注意不要超过 275。 模具温度：4080,建议使用 50，结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到 1800bar。 注射速度：通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出 现了缺陷，那么应该使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是 47mm，建议使用通体 是圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的 浇口直径范围是 11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的浇口。 对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半，最小的浇口 宽度应至少为壁厚的两倍。pp 材料完全可以使用热流道系统。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 2.2 型腔数目的决定及排列 型腔数目的确定主要参考以下几点来确定: 1. 塑件制品的批量和交货期，以及塑料制件的成本。该制品是大批量生产， 若采用多型腔可提高生产效率，但根据生产经验在模具没增加一个型腔， 制品尺寸精度要降低 4%。 2. 所选用注射机的技术规则，应为上面只进行了结构及工艺成型的分析，还 没确定注射机，也可暂时不予考虑。 3. 质量控制要求。制品属于精度不高，对于质量要求比较高且制品较小，因 此可设成一模八腔，以保证质量要求。 4. 成型的塑件品种与塑件的形状尺寸。根据品种和形状尺寸特点及要求，设 置成一模八腔注射成型。 本次设计根据制件的结构特点、形状尺寸、产品批量、模具制造难易及其寿 命、成本高低再加上设计和加工制造的复杂性，综合考虑，一般来说，精度要求 高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构， 对于精度要求不高的小型 塑件（没有配合精度的要求） ，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。 多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式， 由于型腔的排布 与浇注系统布置密切相关，因二型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考 虑。应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的足够的压力， 以 保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。 多型腔在模板上排列形式通常有平衡式和非平衡式两种。 平衡式其特点是从 主流道到各型腔浇口的分流道的长度，截面形状及均对应相同，可实现均衡进料 和同时充满型腔的目的。 而非平衡式的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的 长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满 型腔的目的， 个浇口的截面尺寸要制作的不相同。 因此在设计时要注意以下几点： 1. 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一喝稳定。 2. 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料 现象。 3. 尽量使排列的紧凑以便减少模具的外形尺寸。 通过软件分析得到体积v塑和质量w塑， 又因为此产品属大批量生产的塑件， 精度要求不是很高，且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素， 以 及注射机的型号选择，确定采用一模八腔。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 型腔数目布局图 2.3 分型面的选择 分型面是指成型时必须接触封闭分开时能够取出塑件和浇注系统凝料的可 分离的接触表面。分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气 条件浇口形式有关。 制品成型的分型面不仅影响到制品的脱模困难程度及美观程 度，还影响成型零件的加工工艺性，另外合适的分型面位置还有利于模具加工、 排气、脱模、提高塑件的表面质量及方便工艺操作等。 分型面的设计原则： 1. 分型面的位置应开设在塑件截面尺寸最大的部位，便于脱模和加工型腔。 2. 分型面应使模具分割成便于加工的部分，以减少机械加工的困难。以使 得模具零件易于加工。 3. 分型面的选择应有利于保证塑件尺寸精度要求。 4. 分型面应尽可能选择在不影响塑件外观的部分，而且在分型面处所产生 的非编应容易修整加工，从而有利于保证塑件的外观质量。 5. 应满足塑件的使用要求，即从使用的角度避免脱模斜度、推杆及浇口痕 迹等工艺缺陷影响塑件功能。 6. 为便于塑件脱模，应尽可能使塑件在开模时留在下模或动模部分，易于 设置和制造简便易行的脱模机构。若塑件有侧孔时，应极可能的将侧型 芯设在动模部分，避免定模抽芯。 7. 考虑锁模力，分型面的选择应尽可能减少塑件在分型面上的投影面积。 8. 考虑侧向抽拔距，一般机械分型面抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此 选择的分型面应使抽拔距离尽量短。 9. 尽量方便浇注系统的布置。 10.为了有利于气体的排出，分型面应尽可能与料流的末端重合。 11.考虑注塑机的技术规格，使模板间距大小合适。 12.选择分型面时根据塑件的使用要求和所用塑料，要考虑飞边在塑件上的 部位。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 13.选择分型面时，应考虑减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异。 总而言之，分型面形状应尽可能的简单，以便于模具的制造和塑件的脱 模。综合考虑以上的设计原则，结合该塑件的特性，其分型面的选择如 图： 2.4 浇注系统的设计 浇注系统指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通 道。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它将来自注射机喷嘴 的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出； 在 塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获 得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性 能、结构、尺寸、内外在质量等影响狠大，而且还与塑件所用塑料的利用率、 成 型生产效率等相关。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循以下原则： 1.了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性， 浇注系统应适应于所用塑料 的成型特性要求，以保证塑料制件的质量。 2.采用尽量短的流程，以减少热量与压力的损失。 3.浇注系统设计应有利于良好的排气。 4.尽量避免塑料通体直冲细小型芯和嵌件，以防止细小型芯变形或嵌件位 移。 5.便于修整浇口，以保证塑件外观质量。 6.为防止塑件变形，浇注系统设计要结合型腔布局同时考虑。 7.为避免填充不足的现象发生，在模具设计过程中，先对注射成型时的流动 距 8.流动比或流动面积比进行校核。 9.型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。 2.4.12.4.1 主流道设计主流道设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始， 到分流道为止 的塑料熔体的流动通道。为了便于熔融塑料在注射时能够顺利的流入，开模时又 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 能够使冷却后的主流道凝料从主浇道中顺利的拔出，主浇道的形状设计成圆锥 形，内壁必须光滑，表面粗糙度 ra0.8,锥角为 26。 主流道一般是由浇口套构成，浇口套的作用为： 1. 与注射机喷嘴孔吻合，将料筒内的塑料过渡到模具内。 2. 使模具在注射机上很好的定位。 3. 作为浇注系统的主浇道。 主流道的一端通常设计成带凸台的圆盘，其高度为 510mm，并与注射机的 固定模板的定位孔成间隙配合。浇口套的球形凹坑深度常取 35mm。 1）根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴直径+（0.51）=2.0+0.5=2.5mm 主流道球面半径 sr=喷嘴球面半径+(12)=12+1=13mm 2）主流道衬套形式 本设计虽然是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度衬套和定位圈还 是设计成为分体式,主流道长度取 45mm 约等于定模板的厚度(见下图所示)， 材料采用制造热处理强度为 5256hrc。 1主流道圆锥角可取 35，内壁粗糙度为 ra=0.63um。 2主流道大端呈圆角，半径 r=13mm，以减小料流转向过渡时的阻力。 3在模具结构云秀的情况下，主流道应尽量可能短，一般小于 60mm，过长则会影响熔 体的顺利冲型。 4主流道衬套与定模座板采用 h7/m6 配合，与定位圈的配合采用 h9/f9 间隙配合。 2.4.22.4.2 分流道设计分流道设计 分流道是指主流道末端与浇口制件这一段塑料熔体的流动通道。采用直接浇 道的模具可以省去分浇道，但是在多型腔模具中分流道是必不可少的。常见的分 流道的截面形式有圆形、半圆形、梯形、u 型及矩形等。从分流道设计的要点出 发，即应尽可能的使流动阻力减小，各型腔能够均衡进料。 设计原则： （1）尽可能减小通体的流动阻力。所以，在保证足够的注塑压力使塑料熔体 顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度尽量取小值。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 （2）分流道要尽可能短，且少弯折，转折处应以圆弧过渡。 （3）表面粗糙度 ra 一般取为 1.5um 左右。 根据型腔的布置，可知分流道采用平衡式布置，采用圆形均布，即可满足良 好的压力传递和保持理想的填充状态， 使塑件熔体尽快的经分流道均衡的分配到 各个型腔，又便于制造加工，以保证精度。 分流道的行装及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道截 面形状采用圆形截面，根据设计要求查塑料模具设计手册得分流道直径为 5mm， 分流道的截面形状如下图所示： 2.4.32.4.3 浇口的设计浇口的设计 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 统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口位置、形状及尺寸对 塑件的性能和质量的影响很大。 浇口位置选择原则： 1尽量缩短流动距离，浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速均匀的填充模 具型腔。 2浇口应开设在塑件壁厚最厚处，以保证塑料熔体的冲模流动性，利于压 力有效地传递和进行因液态体积收缩时所需的补料。 3必须尽量减少或避免熔接痕。 4应有利于型腔中气体的排除。 5考虑分子定向的影响。 6避免产生喷射和蠕动。 7不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口。 8浇口的位置选择应注意塑件外观质量。 根据以上原则，以及制件的工艺分析采用点浇口。 浇口直径为 1mm,长度为 0.6mm。 2.4.42.4.4 冷料穴的设计冷料穴的设计 冷料穴是指用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴。 根据制件的工艺分析，采用端部是 z 字形拉料杆形式的冷料穴。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 2.5 注射机型号的确定 通过经验计算出该产品体积为 2.2910 3mm3, 根据以下公式，选择注射机的最大注射量： k g公n g件+ g废 式中 k=0.8 n 为型腔数量 g公为注射机公称注射量 g件为产品重量 g废为各部分冷料的质量 通过计算得到 g废为 1.59 最后得 g公80.1g 也就是说注射机的注射量要大于 80.1 克。参照塑料模具设计手册选择 公称注射量为 60cm 3的注射机， 机型为 xs-z-60,也就是说这台注射机的公称注射 量大约为 82.2 克。 xs-z-60 注射机参数如下： 柱塞直径：38mm 额定注射量：60cm 3 注射压力：122mpa 合模力：500kn 最大成型面积：130cm 2 模具厚度： 最大 200mm，最小 70mm 模板行程：180mm 喷嘴：球半径 r=12 孔直径 d=4 2.6 排溢系统的设计 排溢是指排出冲模冷料中的前锋冷料和模具内的气体等。广义的注射模排溢 系统应包括浇注系统部分的排溢和成型部分得排溢。 通常指的排溢是指成型部分 的排溢。 模具冲型过程中，除了型腔内原有的空气外，还有塑料凝固或受热而产生的 低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，必须考虑如何将多余的气体排出模 外， 否则被压缩的气体产生高温会导致塑件绝不碳化或烧焦(褐色斑纹)，或在塑 件上形成气泡、 接缝、 表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷。 为了解决这些问题， 注射模成型时的排气通常以下述方法： 1利用配合间隙排气。 2在分型面上开设排气槽排气。 3利用排气塞排气。 4强制性排气。 对于中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯及双支点的固定型芯端 部与模板的配合间隙进行排气，间隙一般为 0.030.05mm。因此采用以下方式： 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 1.型芯采用组合式，型芯的长度高出型腔，把型腔板上的型芯孔打通，型芯 与型腔小间隙配合。这样可以成为主要的排气途径。 2.由于型腔板和推件板存在小的间隙，这样也可以排出一部分的气体。 2.7 成型零件的工作尺寸 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，只要有型腔和 型芯尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽） ，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸， 型芯和型芯制件的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的几何形状和尺寸的要 求，如在使用中有配合要求的尺寸，则精度要求较高。在模具设计时，应根据塑 件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。 影响塑件尺寸精 度的因素相当复杂，这些影响因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。影响塑 件尺寸精度的抓哟因素如下： 塑件收缩率的影响。塑件成型后的收缩率与塑料的品种，塑件的形状、尺 寸、壁厚、模具的结构，成型的工艺条件等因素有关。在模具设计时，确定准确 的收缩率是很困难的，因为所选却的计算收缩率和实际收缩率有差异。收缩率的 偏差和波动，都会引起塑件尺寸误差，其尺寸变化值为：s =（smax-smin） *ls 式中s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差； smax塑料的最大收缩率； smin塑料的最小收缩率； ls塑件的基本尺寸。 按照一般的要求，塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的 1/3. 模具成型零件的制造误差。模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度 的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。实践表 明，成型零件的制造公差约占塑件总公差的 1/31/4，因此在确定成型零件工 作尺寸公差值时可取塑件公差的 1/31/4 或取 it78 级作为模具制造公差。 工 作尺寸的制造公差包括加工误差和装配误差。 模具成型零件的磨损。模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷、 脱 模时与塑料的摩擦、成型过程中可能产生的腐蚀性气体的锈蚀、以及由于上述原 因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等， 均造成了成型零件尺寸的 变化。这种变化称为成型零件的磨损，磨损的结果是型腔尺寸变大，型芯尺寸变 小。 磨损大小还与塑料的品种和模具材料及热处理有关。上述诸因素中脱模时塑 件对成型零件的摩擦磨损是主要的，为简化计算起见，凡与脱模方向垂直的成型 零件表面，可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面，应考虑磨损。 模具安装配合的误差。 模具成型零件装配误差以及在成型过程中成型零件 配合间隙的变化，都引起塑件尺寸的变化。 塑件的成型误差=z+c+s+j+a z模具成型零件制造误差； c模具成型零件在使用中的最大磨损量； s塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差； j模具成型零件因配合间隙变化而引起塑件尺寸的误差； 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 a因安装固定成型零件而引起的塑件尺寸误差。 由此可见， 由于影响因素多， 累计误差较大， 阴齿塑件的尺寸精度往往较低。 在设计时，应考虑成型误差不超过塑件规定的公差值。在一般情况下，收缩率的 波动、模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要因素。 本产品是 pp 制品，属于大批量生产地小型塑件，预定的收缩率最大值和最 小值分别取 0.8%和 0.3%此产品采用 5 级精度，属于低精度制品。 型芯的径向尺寸计算： （l） 0 -z=(1+s)ls+x 0 -z 式中 x 取值范围为0.5,0.75，此处取 0.5， 为塑件的尺寸公差，查塑件公差表，取为 0.74， 模具成型零件制造误差，这里取为/3， s 为塑件的平均收缩率，计算得 0.55%。 因此 l=(1+0.55%)60+0.50.74 0 -0.25=60.7 0 -0.25mm 型芯的高度尺寸计算： （h） 0 -z=(1+s)hs+x 0 -z 式中 x 取值范围为0.5,0.75,此处取 0.5， 为塑件的尺寸公差，查塑件公差表，取为 0.5， 模具成型零件制造误差，这里取为/3， s 为塑件的平均收缩率，计算得 0.55% 因此 h=(1+0.55%)10+0.50.5 0 -0.17=10.31 0 -0.17mm 2.8 模架的确定和标准件的选用 以上内容选定之后，便根据所定内容设计模架。在学校做设计时，模架部分 要自行设 计；在生产现场设计中，应尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格 及标准代号。 模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核 所选模架是否适当，尤其是对大型模具，这一点尤为重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架 模架上要有统一的基准，所有零件的基准从这个基准推出，并在模具上打出 相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之 间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具 通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位； 动模垫片与动模固定板不需要销 钉精确定位；垫块不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与定出固 定板用销钉精确定位。 模具所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模 具外表面应光洁，加涂防锈漆。 2.8.12.8.1 定模座板定模座板 （316282，厚 20mm）通过 6 个12 的内六角螺钉与定模型腔板固定连接。 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 2.8.22.8.2 定模型腔板定模型腔板 （276282，厚 40mm）用于固定型芯。一般用 45 号钢或 q234a 制成，这里 为 45 号钢，最好调质 230270：导套孔与导套为 h7/m6 或 h7/k6 配合；主流道 衬套与固定孔为 h7/m6 过渡配合。 2.8.32.8.3 动模型腔板动模型腔板 （276282，厚 40mm）其斜导柱固定孔和斜导柱为 h7/m6 过渡配合 2.8.42.8.4 支承板支承板 （276282， 厚 30mm） 垫块是垫在支撑板下面的平板， 它的作用是防止型腔、 型芯、导柱或顶杆等拖出支撑板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要 具有较高的平行度和硬度。 一般采用 45 钢， 经热处理 235hb 或 50 钢、 40cr、 40mnb 等调质 235hb，或结构钢 q235q275。它要承受成型压力导致的模板弯曲应力。 2.8.52.8.5 垫块垫块 （27240，厚 46mm）它的主要作用是在动模座板与垫块之间行程推出机构 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;该模 具采用 2 块平行垫块， 垫块一般用中碳钢制造， 也可以用 q235a 制造， 或用 ht200、 球墨铸铁等，模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会 造成动模板损坏。 2.82.86 6 动模座板动模座板 （316282,厚 24mm） 2.9 导柱导向机构的设计 导柱导向机构是保证动定模或上下模和模时，正确定位和导向的零件。它的 主要零件时导柱和导套。 导柱导向机构的作用： 1.定位作用模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的行 装和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。 2.导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭 合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3.承受一定得侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或 者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定得侧向压力，以保证模具的正 常工作。 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用 20 号钢 经渗碳淬火处理或 t8、t10 钢经淬火处理，硬度为 5055hrc。导柱固定部分表 面粗糙度 ra 为 0.8m，导向部分表面粗糙度 ra 为 0.80.4m。 2.10 推出机构的设计 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑 件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构主要由推出零件、推出零件 固定板和推板、推出机构的导向与复位部分等组成。 在设计推出机构时，必须根据制品的形状复杂程度和注射机推出机构的形 式，采用不同类型的脱模机构。 推出机构的设计原则： 1.推出机构应尽量设置在动模一侧。 2.保证塑件不因推出而变形损坏。 3.机构简单动作可靠。 4.良好的塑件外观。 5.合模时的正确复位。 推出机构的分类： 1.按推出动作的动力来源分为： 手动推出机构 机动推出机构 液压和气动推出机构 2.按推出零件的类别分为： 推杆推出机构 推管推出机构 推件板推出机构 凹模或成型推杆（块）推出机构 多元综合推出机构 3.按模具的结构特征分为： 简单推出机构 动定模双向推出机构 顺序推出机构 二级推出机构 浇注系统凝料的脱模机构 带螺纹塑件的脱模机构 2.11 侧向分型与抽芯机构的设计 斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或 侧向成型块，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。 1.斜导柱的设计 斜导柱的结构设计:斜导柱工作端的端部设计成锥台形，斜角应大于斜 导柱倾斜角，一般=+23，以免端部锥台也参与侧抽芯，导致滑块停 留位置不符合原设计计算的要求。斜导柱的材料多为 t8、t10 等碳素工具钢， 也 可以用 20 钢渗碳处理。由于斜导柱经常与滑块摩擦，热处理要求硬度 hrc55， 表面粗糙度 ra0.8m。斜导柱与固定的模板之间采用过渡配合 h7/m6.由于斜 导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动， 侧滑块运动的平稳性由导滑 槽与滑块制件的配合精度保证，而合模时滑块的最终准确位置由楔紧块决定， 因 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 此，为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱制件可以采用较松的间隙配合 h11/b11，或在两者之间保留 0.51mm 的间隙。在特殊情况下，为了使滑块的运 动滞后于开模动作，以便分型面先打开一定得缝隙，让塑件与凸模制件先松动之 后再驱动滑块做侧抽芯，这时的间隙可放大至 23mm。 斜导柱倾斜角确定：斜导柱轴向与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角 ， 它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数，的大小对斜导柱的有效工 作长度、抽芯距和受力状况等起着决定性的影响。经过实际的计算推导，取 2233较理想，一般在设计时 25，最常用为 1222。 斜导柱的长度计算：斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾斜角以 及斜导柱固定板厚度等有关。斜导柱总长为 l=d1*tan/2+h/cos+d*tan/2+s/sin+510mm 其中 d1斜导柱固定部分大端直径； h 斜导柱固定厚度； d 斜导柱工作部分直径； s 抽芯距。 2.侧滑块设计 侧滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零部件， 它上面安装有侧向 型芯或侧向分型块， 注射成型时塑件尺寸的标准性和移动的可靠性都需靠它的运 动精度保证。侧向型芯或侧向成型块是模具的成型零件，常用 t8、t10、45 钢或 crwmn 钢等，热处理要求硬度 hrc50.滑块用 45 钢或 t8、t10 等制造，要求硬 度 hrc40。 3.导滑槽设计 成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中， 要求其必须沿一定得方向平稳地往 复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。滑块和稻花草的配合形式采用 t 形槽。 组成导滑槽的零件对硬度和耐磨性都有一定的要求， 导滑槽在动模板上直接加工 出， 常用材料为 45号钢。 为了便于加工和防止热处理变形， 常常调质至2832hrc 后铣削成型。导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，用 h8/f8，配合部分的表面 要求较高，表面粗糙度应 ra0.8m。 4.楔紧块设计 在注射成型过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 过滑块传给斜导柱，而一般的斜导柱为一细长杆，受力后容易变形，导致滑块后 移，因此必须设置楔紧块，以便在合模后锁住滑块，承受熔融塑料给予侧向成型 零件的推力，为了保证斜面能在合模时压紧滑块，而开模时又能迅速脱离滑块， 以避免楔紧块影响斜导柱对滑块的驱动，锁紧角应比斜导柱倾斜角大一 些。=+23。 2.12 冷却系统设计 冷却系统对产品成型周期有很大的关系，对产品质量也有比较大的影响，所 以要对模具的冷却系统加以计算， 使之有利于成型要求。 考虑到模具的具体结构， 安装冷却水通道是一个既实惠又简单的解决方法。 冷却系统的设计原则： 1.冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大。 2.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。 3.浇口处加强冷却。 4.冷却水道出、入口温差应尽量小。 5.冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置。 该注塑模的冷却系统的结构为： 本科毕业设计（论文）通过答辩 机械模具毕业设计（论文） ，优质质量，通过答辩，毕业无忧 2.13 整体设计 模具整体设计也就是模体的设计。随着现代工业的发展，模体设计己接近标 准化， 可以从市场上购买相应的模体。 标准模体一般包括定模板、 动模板、 垫块、 支承板、推板、复位杆等。标准模架有 12 种，15876 种规格。在本次设计中， 浇口套、导柱、导套、顶杆都采用的标准件，可以外购。 该模具总体采用一模八腔，分型面为平面；定模座板和动模座板的长都为 316mm，宽都为 282mm。 下面确定模板的厚度：各模板厚度总和应小于 380mm，这是注射机的要求。 定模座板的厚度为 20mm，定模型腔板和动模型腔板的厚度为