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小型抽水泵入水三通塑料件注射模具设计SMALL PUMPS WATER INTO THE THREE-WAY PLASTIC PARTS INJECTION MOLD DESIGN专 业：材料成型及控制工程（模具设计制造及自动化）姓 名：指 导 教 师：申请学位级别：论文提交日期：2014年6月学位授予单位：天津科技大学摘 要本文详细论述了小型抽水泵入水三通塑料注塑模具的设计加工方法，首先对塑件制品进行工艺性，根据分析结果确定模具的结构方案，为了保证塑件的外表面的质量，该分型面在塑件的断面尺寸的最大部位，制件要求精度四级，型腔数目为一模两腔；浇口为点浇口；选择注塑机型号并对其相关数据进行校核；对型芯、型腔、冷却水道、导向机构以及脱模机构进行详细的设计计算。最后绘制了模具的装配图及模具主要零件图并撰写了说明书。关键词：注塑模具； 塑料件；三通； 一模两腔； ABSTRACT This paper discusses the small pumps water into the three-way plastic parts injection mold design and processing method, first of all to manufacturability of plastic products, mould structure scheme is determined, according to the results of the analysis in order to ensure the quality of plastic parts of the surface, the parting surface in the section size of the biggest parts of the plastic parts, precision parts required level 4, cavity number for one module and two cavities; Gate for point gate; Select the injection molding machine model and its related data checking; Of core and cavity, cooling water channel, steering mechanism, and demoulding mechanism in detail the design and calculation. Finally draw the mold assembly drawing and mold main detail drawings and written instructions.Key words：Mould of plastics; Plastic parts; Three Direct Links tee joint; One module and two cavities； 目 录第一章 绪论1第一节 模具成型模具简介1第二章 毕业设计目的及任务2第三章 塑料的工艺性及塑件的结构工艺性分析4第一节 ABS的成型特性4第二节 塑件的结构工艺性4第三节 ABS注塑成型的工艺参数6第四章 成型设备的选择7第五章 确定模具工艺方案10第一节 模具结构方案的拟定10第二节 分型面位置的确定12第三节 型腔的排列方式13第四节 浇注系统形式的设计14第五节 浇口位置的确定19第六节 机动式分型抽芯设计20第七节 塑件的脱模方式设计24第八节 成型零件的结构设计26第九节 排气形式的设计27第十节 合模导向和定位机构设计28第十一节 合模复位机构设计29第六章 注塑机的校核30第一节 注塑量的校核30第二节 注塑压力的校核30第三节 锁模力的校核31第四节 模具与注塑机装模部分相关尺寸的校核31第五节 开模行程和塑件推出距离的校核32第七章 模具的相关尺寸的计算34第一节 模具成型零部件成型尺寸的计算33第二节 模具成型零件的刚度强度校核37第三节 斜销几何尺寸和开模行程的计算40第四节 注塑模温度调节系统的计算41参考文献43致 谢44天津科技大学2014届本科生毕业设计第一章 绪论第1节 塑料成型模具简介1、 塑料成型模具及其在塑料成型加工中的作用现在日常生活以及日常生产中，各种各样的材料只有通过成型才能具有使用价值的制品，其中百分之七十五以上的金属制品，百分之九十五以上的塑料制品是通过模具（包括压延辊筒）来成型的。对塑料模具的全面要求是能高效的生产处性能和外观均符合使用要求的制件。模具在使用时要求高效率、操作简单、自动化，所以当塑件的批量较大时，需尽量减少合模和取出制件过程中的手动操作。因此常采用自动测抽芯和自动脱模等高效率制动化模具，在自动生产时同时还要保证制品能够自动脱落或者能够用机械手取出。模具制造要求模具零件第一加工工艺性能要好，第二选材合理，第三制造容易，成本低廉。除简易模具一般来说模具的制作费用都是十分昂贵的，一副制作优良的塑料模具可生产上百万件的塑料制品。因此当制件生产批量不大时，为了节省成本应尽量采用简单合理和廉价的模具。二、我国模具工业的基现状材料成型工艺与模具技术发展奠定了现代工业发展的基础。模具作为重要的生产装备和工艺的发展方向，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。通过模具进行产品生产具有高效，优质，节材，节能，成本低等一系列的显著的特点，因此广泛应用于机械，汽车，电子，轻工，军事和航空航天等相关领域的产品，其中百分之六十至百分之八十的零件均用模具来加工生产的，其作用不可替代。在国民经济高速增长的带动和国家产业政策的正确的引导下，特别是部分骨干企业享受到了增值税先征后返的优惠政策，推动了我国模具行业的发展渐入佳境。据不完全统计，目前全国共有模具生产厂家三万多家，大都为中小型模具企业，从业人约为一百万。专业模具厂数量成增长的趋势并且能力也在提高；“三资”几民营企业发展迅速，已逐步成长为行业的主力。鉴于上述行业现状，我们应该清醒的认识到我国模具行业要跟的上国民经济发展的步伐，将面临更加艰苦的工作。总体上要加速培养模具大市场，重视模具生产标准化、商品化和专业化的长足发展，促进模具标准件上水平，上品种，上规模；逐步建立适应我国国情的模具科研开发和人才培训以及产品生产的基本体系。使我国不但成为模具生产大国，更要发展成为模具生产的强国。 第二章 毕业设计目的及任务一、毕业设计目的本次毕业设计课题来源于生活，在日常生活中应用广泛，但成型难度大，模具结构也比较复杂，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。本次设计以小型抽水泵入水三通塑料件注塑模具设计为主线，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。把以前学过的基础专业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AUTOCAD、Pro/E、UG等计算机软件技术，使用Office办公软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。2、 毕业设计任务（一）设计任务 小型抽水泵入水三通塑料件注塑模具设计（2） 资料信息1. 塑件图图2-1（a） 塑件图2-1（b）塑件2. 塑料品种 注塑材料为ABS3.精度要求 要求制件精度四级4. 生产批量 制件大批量生产5.生产设备 模具制造设备齐全，技术力量雄厚第3章 塑料的工艺性及塑件的结构工艺性分析第1节 ABS的成型特性ABS由于综合性能好，应用较广泛，通用型ABS代表了市场上出售的绝大多数，主要供制备多数注塑和挤出制品用。通用型ABS中也有许多规格，但其材料组成主要是依靠调节三种单体比例达到要求的性能平衡。ABS具有如下特性：工艺特性：（一）ABS是无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160到190范围内具有充分的流动性，且热稳定性较好，在 约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。（二）ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。（三）ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%到0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在80到90下干燥2到3小时，可以满足各种成型要求。（四）ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%到0.8%，多数情况下，其变化小于该范围。加工工艺：（一）注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更常采用螺杆式注塑机，螺杆式注塑机更适于形状复杂制品，大型制品成型。（二）ABS可以在通用型单螺杆挤出机上挤出管，棒，板等型材，可采用渐变型螺杆，亦可采用突变形螺杆。第2节 塑件的结构工艺性1、 塑件的尺寸精度和表面粗糙度（一）塑件的尺寸精度影响模塑件尺寸精度的因素十分复杂，主要有模具制造的精度、模制时由于工艺条件的变化引起成型收缩率的波动，同时由于磨损等因素会造成模具尺寸不断变化，活动配合间隙的变化以及模制件脱模斜度都会影响塑件的精度。塑件精度的确定应该合理，在满足使用前提下尽可能选用低精度等级。 (二)表面粗糙度和光亮度塑料制品的表面状态的改善除了成型工艺上尽可能避免冷疤、云纹等缺陷外，模具型腔的粗糙度起着决定性作用。有的制品表面要求高，型腔表面粗糙度要求达到Ra0.02-0.4m。模具使用中由于模腔磨损而是表面变得粗糙，应随时予以维护。透明制品要求型腔和型芯的粗糙度相同，不透明制品应根据情况分别考虑，非配合表面和隐蔽的面可取较大的表面粗糙度。还可利用表面粗糙度的差异来使塑件在开模时留在表面粗糙度较大的型芯上或者留在凹模中。应指出制件的光亮度并不完全取决于型腔的便面粗糙度，而和塑料品种有关，有时可以在原料中加入光亮剂来提高光亮度。与此相反有的制品设计时有意增大塑件表面粗糙度，达到闷光的效果。本塑件为不透明制品应根据情况分别考虑，非配合表面粗糙度及隐蔽面积可取最大值。注塑成型模具塑件表面粗糙度通常为Ra0.02-1.25m，模腔表面粗糙度大Ra0.01-0.63m。二、塑件的结构分析（一）塑件的形状应便于模塑，用注塑或传递模塑成型的制品再充模阶段能顺畅地充满型腔皮面流动死角、气泡、缩孔。塑件应便于成型和脱出，本塑件应采用瓣合模结构。由于塑件三个方向上均有孔，所以还应增加侧抽芯结构。（二）斜度设计 在塑件的内外表面沿脱模方向应设计足够的脱模斜度，否则会发生脱模困难，如过大推出力推出时易拉坏擦伤塑件。塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件为0.5-3.0，热固性酚醛压制件取0.5-1。一般情况下若斜度不妨碍使用的情况下，则可将斜度值取大一点。有时为了在开模是让塑件留在凸模或者凹模上而有意将该边斜度减小，或将对边斜度放大。有公差要求的尺寸斜度值可在制件的公差范围内，也可在公差范围之外，设计时须注明。本塑件为ABS，脱模斜度取1。（三）壁厚设计 塑件的壁厚对质量影响很大。当壁厚过小时，成型时流动阻力大，大型复杂制品难以充满型腔。塑件壁厚的最足够的强度和刚度，脱模时能经受住脱模机构的冲击与震动，装配时能承受紧固力。塑料制品壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性塑件来说增加了压塑的时间，且易造成固化的不完全，对热塑性塑件则会增加冷却时间。之间增加一倍时，冷却时间将增加四倍，使生产效率大大下降。另外也影响产品质量，壁厚塑件也易产生气泡、缩孔、翘曲等缺陷。同时同一个塑件零件的壁厚尽可能一致，否者会因冷却或固化速度不同附加内应力，引起翘曲变形。热固性塑料的小型塑件，壁厚取1.6-2.5mm，大型塑件取3.2-8mm。热塑性塑料易成型薄壁制件，流动性好的塑料其制件壁厚能薄到0.25mm，但一般不宜小于0.6-0.9mm，常选用2-4mm。本塑件材料为ABS，其流动性能好，且制件为壳体类，其壁厚范围0.80-4.0mm，故制件壁厚取2mm。（四）增加刚性减小变形的结构设计多数塑料的弹性模量和强度较低，受力时易变形甚至破坏。单纯采用增加壁厚的办法来提高塑料制品的强度和刚度是不合理的，壁厚塑件成型时易产生缩孔和凹痕，此时可采取在不增加壁厚的情况下设置加强筋。加强筋不单增加了塑件强度同时更多地增加了塑件的刚度，降低成型时变形翘曲，大型平面上纵横布置的加强筋能增加该平面的刚性，沿着塑料流向开设的加强筋还能降低塑料的充模阻力。加强筋不宜设计的过厚，否则在其对面的壁上会产生凹陷。加强筋侧壁必须有足够的斜度，筋的底部应呈圆弧过渡。加强筋布置时，应避免或减少塑料局部集中，否则会产生缩孔、气泡。第3节 ABS的注塑成型的工艺参数典型的ABS成型工艺性的工艺参数如表3-1所示。表3-1 ABS注塑成型的工艺参数 工艺参数通用型高耐热型料筒温度/后部180200190200中部210230220240前部200210200220喷嘴温度/180190190-200模具温度/50706065注射压力/MP709085120螺杆转速/(rmm)30603060第四章 成型设备的选择1、 估算塑件体积，确定型腔数目 塑件体积Vz壁厚2mm 上小圆壁体积V1=24210=480中圆壁体积V2=3628=576下圆壁体积V3=3824=304底圆壁体积V4=40323/4=180上中圆间端部体积V5=(36/2)-(24/2)2=1131长管体积V6=(15/2)-635=2226.6短管体积V7=(15/2)-615=954.3小管体积V8=(8/2)-(5/2)5=153三棱架V9=3258=240半圆球筒V10=5(8/2)-（5/2）=153半圆球V11=4/350.5=262总体积V1+V2+V11=6695.9=6.66由于制件大批量生产，所以型腔数目确定为一模两腔，即型腔数n=2。2、 估算浇注系统凝料的体积 -浇铸系统凝料n-型腔数目-塑件体积 3、 模具获得一次注塑成型需要塑料熔体的量V V-获得一次注塑成型需要塑料熔体的量n-型腔数-塑件体积-浇注系统凝料体积 4、 计算注塑机最小额定注塑量 由 可知-注塑机最小额定注塑量-获得一次注塑成型需要塑料熔体的量 五、根据注塑机最小额定注塑量据塑料成型设备教材选用注塑机型号为SZ-100/630 ，卧式。其具体规格及主要技术数据参数如表4-1所示。表4-1 SZ-100/630塑料注塑成型机主要技术参数注塑部分结构形式卧式锁模部分拉杆间距/mm370320理论注塑量/cm75105移模行程/mm270螺杆直径/mm3035最大模具厚度/mm300注塑压力/MP170最小模具厚度/mm150注射速率/(r/min)60锁模形式双曲肘塑化能力/(g/s)7.3模具定位孔直径/mm55螺杆转速（r/min）14-200喷嘴球直径/mm20喷嘴口直径/mm15第五章 确定模具工艺方案第1节 模具的结构方案的拟定在调查研究、收集资料以及塑件工艺性分析的基础上，开始模具总体结构方案的拟定，这个阶段是整个模具设计的关键所在，是发挥设计者创造性的地方。确定模具的结构方案，主要是确定模具的类型，包括分型方式，分型位置等。一般塑料模具有整体式塑料模具和镶块式塑料模具。本次模具设计可以采用以下三种方式，如图5-1所示。综合比较之后，方案三镶块式结构模具复杂，并且制造模具的费用也在相应的提高。方案二测抽芯的抽拔距离过长，不利于侧型芯的顺利拔出，模具结构更加复杂。综合所有的因素，故选择方案一整体式测抽芯模具结构。图5-1（a）瓣合模结构图5-1（b）瓣合模结构图5-2 侧抽芯结构第二节 分型面位置的确定1、 确定分型面的原则（一）塑件在型腔中放置的确定，塑件从模内取出时，一般只采用一个与注塑机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下才采用较多的分型面。应该设法避免与开模运动垂直或倾斜的侧向分型和侧向抽芯，并且要尽量避免与开模运动相垂直或倾斜的方向有侧凹或侧孔。（二）分型面形状的确定，一般分型面是与注塑机开模方向相垂直的平面，但也有将分型面做成倾斜的平面，这样的分型面虽然加工困难，但是型腔制造和制品脱模比较容易，分型面上利用锥面增加合模对中性时，其分型面自然也成了曲面。（三）分型面位置的选择，第一，应为分型面处不可避免地会在塑件上留下溢料痕迹,或拼合不准确的痕迹，故分型面最好不选在在制品光亮平滑的外表面或圆弧的转角处。第二，从制件的推出装置设置方便考虑，分型时要尽可能使制件留在动模边当制件上有多个型芯或复杂型状、锥度小的型芯时，制件对型芯包紧力特别大，这种型芯应设在动模边而将凹模放在定模边但如果制件的壁相当厚且内孔较小时，则对型芯的包紧力很小，往往不能确切的判断制件留在型芯上还是凹模内，这是可将型芯和凹模的主要部分都设置在动模边，利用推管脱模。第三，从保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的塑件，取分型面时最好把要求同心的部分放在模具分型面同一侧。第四，有侧凹或侧孔的制件，当采用制动侧向分型抽芯时，除了液压抽芯能获得较大的侧向抽拔距外，一般分型抽芯机构侧向抽拔距离都较小。取分型面时应首先考虑将抽芯或者分型距离长的一边放在动、定模开模方向上，而将短的一边作为侧向分型或抽芯。对有顶出机构的模具，选分型面时应优先考虑把制件的侧凹或侧孔放在动模边。最后。当分型面作为主要排气面时，料流的末端应在分型面上以利于排气。2、 确定塑件的分型面图5-3 分型面1 图5-4 分型面2综合分析：（1） 分型面应选择在塑件最大截面处，考虑到分型面位置在最大截面处有利于分型，使得模具分型顺利，如图5-3，图5-4两个截面的最大处可选择分型面-或-。（2） 由于本产品外观光滑，精度要求较高。-分型面下端的圆的部分难以分型，最下端圆的直径大于中间圆的直径，在此分型会阻碍分型。而-分型面，在分型过程中不会发生干涉，易于分型，所以选择-为本模具的分型面。第三节 型腔的排列方式本模具型腔采用一模两腔，其排列形式如图5-5图5-5 型腔排列方式第四节 浇注系统形式的设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。其中，浇注系统控制着塑料注塑过程中充模和补料两个重要的阶段，所以其对塑件质量关系非常大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。浇注系统设计的内容包括第一，根据塑件的大小和具体形状进行六道的布置；第二，决定流道截面的尺寸；第三，对浇注系统的数量、形式以及位置进行优化设计。多型腔模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井等几部分组成。1、 主流道的设计 为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化。在卧式或立式注塑机用模具中，主流道垂直于分型面，而角式注塑机用模具的主流道则开设在分型面上。本次设计主流道设计为垂直于分型面的形式。其便于流道凝料的拔出，设计成具有2-4锥角的圆锥形，内壁有Ra0.4m以下的粗糙度。主流道与喷嘴接触处多作成半球形的凹坑，二者应紧密地配合，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大1-2mm，由表3-1-1所示所选注塑机的喷嘴球直径为10mm,所以本模具主流道凹坑球半径R=10+1=11mm.如若相反则主流道凝料将无法脱出，如若大得太多则密封作用不好。主流道小端直径应比注塑机喷嘴孔直径约大0.5-1mm，常取直径为4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不宜太大，一般取2-6。所以本模具主流道小端直径取4mm。图5-6 主流道设计2、 分流道的设计（一）分流道系统的设计分流道是将从主流道来的塑料沿分型面引入模具各个型腔的那一段流道，所以分流道开设在分型面上。下面介绍分流道的布置设计原则。1、尽量保证各个型腔同时充满，并均衡的补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致。2、各型腔之间距离恰当，应有足够空间排布冷却水道、螺钉等，并有足够截面积承受注塑压力。3、在满足以上要求的情况下尽量缩短流道长度、降低浇注系统凝料重量。4、型腔和浇注系统投影面积的重心应尽量接近注塑机锁模力的中心，一般在模板的中心上。多型腔模分流道的布置有平衡式和非平衡式两类，只有平衡式才能同时满足以上几点要求，适用于生产高精度制品。所谓平衡式的布置是指从主流道到各个型腔的分流道和浇口其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的。这种设计可达到各个型腔均衡的进料，均衡的补料。图5-7的（a）、（b）两图分别是平衡式与非平衡式布置的分流道。本次分流道布置设计为平衡式布置，一模两腔。具体布置方式如图5-8所示。（b）非平衡式布置（a）平衡式布置图5-7 分流道的布置形式 图5-8 本模具分流道的布置（二）分流道截面形状设计分流道常见截面形状有正六边形、U形、圆形、半圆形、矩形、梯形等数种，常见流道截面形状如图5-9所示。模具选择易于加工，并且在流道长度以及分流道体积相同的情况下流道的流动阻力以及熔体的热量损失都最小的断面尺寸。从减小熔体流动阻力的方面考虑其比表面积（即单位体积所具有的的体积，约等于截面周长与截面面积之比）应越小越好，另一方面，从减小熔体热量损失角度考虑也是如此。图5-9 常见流道截面形状综合塑件的信息，以及分析流道截面要易于加工，并且在流道长度和流道体积相同的我情况下，流动阻力和熔体的热量损失都最小，同时考虑经济因素，本模具选用梯形截面分流道。具体数据如下：w=8mm 则h=(1)w （4-1） 取h=w=8=6mm x=浇口直接与塑件相连，是把塑件熔体引入型腔。浇口截面形状有矩形、圆心以及又宽又薄的狭缝形。矩形截面浇口常见的有侧浇口和轮辐式浇口；圆形浇口有针点浇口、主流道形浇口、潜伏式浇口；狭缝式浇口有博膜式浇口、扇形浇口等。浇口是模具浇注系统的非常关键的部分，浇口的形状和尺寸对塑件的影响很大，浇口是大部分情况下整个浇注系统中截面尺寸最小的部分，对模具冲模过程中熔体的流动起着关键性的控制作用，塑件成型后制品与浇注系统从浇口处分离截断，所以浇口的尺寸有影响着加工工作量的大小和塑件的外观。各种浇口形式如图（1） 浇口设计原则 浇口设计原则是使熔体以较快的速度进入并充满模具型腔，同时在充满模具型腔后能适时冷却封闭。所以浇口截面要小，长度要短，这样可以最大限度的增大料流速度，尽快的冷却以减少冷却的时间，并且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，以保证塑件的外观质量。图5-10 潜伏式浇口的典型结构及尺寸 图5-12 轮辐式浇口图5-11 环形式浇口 （二）浇口的形式悬着以及尺寸设计 由于塑件的结构以及PE（聚乙烯）的成型特性分析，本模具宜采用浇口形式为点浇口，同时点浇口在开模时容易实现自动切断，制件上的残留浇口痕迹很小。所以本模具点浇口直径取1.2mm，浇口台阶长度为0.6mm。（三）点浇口的优点1.点浇口可提高塑料熔体的流速，并且由于浇口两端压力差和摩擦热提高了料流的温度，使得熔体表观粘度降低，增加了熔体的流动性有利于充模。2.点浇口固化快，便于控制补料的时间，更缩短了塑件的成型周期。3.多型腔模具中，点浇口便于平衡各种型腔进料的速度。4.由于点浇口直径很小，很容易在开模时实现自动切断，塑件留下的疤痕也较小，不影响制件的外观。采用浇口形式为点浇口，为了取出浇注系统凝料，模具须设计成双分型面。第5节 浇口位置的确定1、 确定浇口位置需要考虑的因素（一）浇口位置与制品的翘曲变形的关系注塑成型时在充模以及补料和倒流各个阶段都会造成大分子沿流动方向变形取向，当塑料熔体冻结时，分子的形变也被冻结在制品中，其中弹性形变部分形成制品内应力，分子取向还会造成各向收缩的不一致，从而引起制品的内应力和翘曲变形。（2） 浇口位置与分子取向关系注塑制品由于分子取向使垂直于流向和平行于流向的强度有差异，应力开裂倾向也有所不同。（3） 注塑成型时的喷射现象与浇口位置和尺寸的关系假如浇口的尺寸比较小，同时浇口的对面是一个宽度和厚度都比较大的型腔，所以在注塑时塑料熔体则以高速的流经浇口会产生喷射现象。（4） 交口位置应有利于冲模流动、排气以及补料 2、 确定浇口位置考虑到塑件的结构，塑件时薄壁长流程制品，以及便于料能够充满型腔，故将浇口位置设计位置如图5-13图5-13 浇口位置第6节 机动式分型抽芯的设计分型抽芯的动作靠一定的机构来完成，其动力来源可以来自于注塑机的开合模运动或者是另外设置的动力来源，如液压缸、电动机、气压缸等等。模具常用的机构有弹簧、斜导槽、弯销、斜槽、斜滑块、齿轮齿条等等。本模具采用斜销分型抽芯机构。斜销（斜导柱）分型抽芯是应用最广泛的分型抽芯机构，其借助注塑机的推出力完成侧向抽芯，其有结构简单、动作可靠、制造简单，图5-14为典型的斜销分型测抽芯结构。测抽芯或者瓣合模滑块装在T型槽内，可沿抽拔方向平稳的滑动，驱动滑块的斜销和开模运动方向成一定的角度安装，斜销与滑块上对应的孔松动配合，开模时斜销和滑块 发生相对运动，斜销对滑块产生一个侧向分力，使得滑块完成测抽芯和分型动作。1、 斜销设计 斜销的斜角一般为15-20,最大不超过25，其斜销与固定板件用过度配合，由于斜销只起到驱动滑块的作用，滑块的运动精度由导滑槽和华快件的配合来保证，滑块的最后位置精度由楔紧块来保证，所以为了运动的灵活性，滑块与斜销间采用比较松动的配合。图5-14 典型的斜销抽芯机构斜销多用45钢、T8或者T10淬火或者是20钢，淬火硬度HRC5055.驱动部分直径1040mm，固定台阶D=d+5mm，长度则由需要来决定。本模具斜销外形尺寸见图5-15图5-15 斜销典型外形图5-16本模具斜销外形2、 滑块设计 滑块可以是瓣合模滑块，也可以是型芯滑块，滑块可以做成整体式，也可以做成组合式。组合式的滑块成型部分和主体部分分开制造，然后使用不同的连接形式连接在一起。成型部分选用优质钢材单独制造和热处理，组合式可降低加工难度，组合式常用于大型滑块。本模具的滑块如图5-17图5-17（a） 瓣合模结构图5-17（b） 瓣合模结构图5-18 侧抽芯滑块3、 导滑槽设计 对导滑槽与滑块的配合要求是要运动平稳、不宜过分松动、也不宜过紧、燕尾槽精度较高，但是制造困难。一般多采用T型导滑槽，导滑槽可以做成整体式，但是为了便于加工较高精度的导滑槽，更多的是做成组合式导滑槽，本模具则设计成为组合式导滑槽，如图5-19图5-19 组合式导滑槽图5-20 滑块图5-21 滑块左视图4、 导滑槽的定位装置分型结束后，当滑块与斜销相互分开时，滑块必须留在刚分离的位置上，以便于合模时斜销能顺利的进入滑块斜孔，为此必须设计滑块定位装置。本模具的滑块定位装置如图5-22所示图5-22 导滑槽定位装置5、 楔紧块的设计当熔体进入型腔后，其一很高的型腔压力作用于型芯或者是瓣合模，从而迫使滑块外移由于斜销的刚度较差，所以常用楔紧块来承受这一侧向压力，同时斜销的精度往往不能保证滑块的准确定位，而精度较高的楔紧块在合模时能确保滑块的位置准确性。楔紧块的斜角应略大于斜销的倾角，如此开模时楔紧块的斜面能很快的离开滑块，不会发生干涉现象，它一般比斜销斜角略大2-3，本模具楔紧块设计如图5-23图5-23 楔紧块第7节 塑件的脱模方式设计 注塑模具必须设有准确可靠的脱模机构，这样便于在一个循环中可以将塑件从型腔内或者型腔上自动脱出于模具外面，脱出塑件的机构称为脱模机构。脱模机构包含了几个部分，第一推出零件，第二推出零件的固定零件，第三推出导向零件，第四其他辅助零件。一、对脱模机构的要求（一）结构优化，运行可靠（二）不影响塑件的外观，并且不能造成塑件变形破坏（三）开模后，让塑件留在动模一侧 图5-24 典型三板式模具2、 脱模机构形式主要考率塑件的壁厚的影响，由于塑件壁厚较薄，不适应采用推杆脱模机构和推管脱模机构，所以采用推件板和推杆脱模机构，这样有利于模具的分型以及模具的主流道凝料的自动脱出，由于模具浇口为点浇口形式，模具结构采用三版式模具结构，如图5-24这样浇注系统凝料可以自行脱出。本模具采用斜孔拉断浇口脱出浇注系统凝料，分型时由于斜孔内凝料的限制，使分流道凝料拉向定模板一侧，流道凝料在点浇口处与塑件断开，分型到一定距离后凝料从斜孔内拔出。图5-25 斜孔拉断点浇口图5-26 推杆推出机构图5-27 拉料杆拉料装置第8节 成型零件的结构设计构成模具型腔的零件统称为成型零件，其主要包括凹模、凸模、镶块、型芯以及各种成型杆和成型环。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，他的质量直接关系到制件质量，因此就要要求他有足够的强度、硬度、刚度以及耐磨性，这样来承受料流的挤压力和摩擦力，并且要有足够的精度和粗糙度来保证塑料制件表面质量。1、 型腔的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其结构的不同可分为整体式，整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式和四壁拼合式五种。结合塑件形状，本模具侧抽芯较多，在一个方向上使用侧向抽芯机构，整体上采用瓣合模结构。2、 型芯结构设计及固定方法由于塑件结构不能采用整体式型芯，故采用上下两个型芯。上面型芯固定在定模板上。见图5-28所示。图5-28 型芯固定方法 第9节 排气形式设计当塑件熔体进入模具型腔时，如果型腔内原有气体和蒸汽等不能被顺利的从模具中排出，将会在制件上形成气孔、灰雾、银丝、接缝、表面轮廓不清楚以及型腔不能完全的充满等缺点，同时还会应为气体压缩而产生高温，从而引起流动前沿物料料流温度过高，粘度下降，易从分型面溢出，从而发生飞边，重者灼伤塑件，使制件产生焦痕。并且型腔中的气体压缩产生的反压力会降低充模速度，影响注塑的周期和产品的质量，所以在设计模具的时候要充分的考虑到排气的问题。一般模具的排气方式包括：利用分型面或配合间隙排气、开设专用排气槽、用多孔烧结金属块排气和负压及真空排气等方法。结合本塑件来看，本塑件是小型塑件，可利用分型面和配合间隙进行排气，为了增加分型面的排气效果，可增加分型面的粗糙度，并使加工的刀痕或摩削痕顺着排气方向。第10节 合模导向和定位机构设计塑料模具闭合时为了保证型腔的形状和尺寸的准确性，所以模具应该按一定的方向和位置合模，所以模具必须设有导向定位机构，现在模具行业中最常见的合模导向机构是在模具型腔周围设有两对到四对相互配合的导向柱和导向孔，导向机构主要有导向、定位和承受注塑是产生侧压力的三个作用。导柱导向机构设计主要包括对导柱和导向孔的精度、尺寸以及表面粗糙度等等的设计还有导向零件的结构设计和正确选用，导柱在模具结构上的布置以及固定方式等等。一般导柱与导向孔一般为松动的滑动配合，在当要求精度高的时候，可以选用更加紧一些的配合，但是过紧的配合则会引起导柱导套过快的拉伤以及磨损等等的一些缺陷，当模具设计要求寿命比较长的话，模具不宜将导柱孔直接加工在模板上，应该设计成嵌入导向导套的形式，导套的表面硬度较大，耐磨性好，并且也容易更换，有利于模具的寿命延长。图5-29 合模导向机构本模具的脱模机构为推件板和推杆机构，所以应该在推件板上设有四个导向孔和导柱配合的导向机构，为了延长模具的寿命，模具设计成导柱导套配合的形式，导柱的滑动，保证了模具脱出时运动的平稳，为了保证合模位置的准确性，在定模板与动模板件应设置穿通型腔的导柱。本模具合模导向机构如图5-29所示。第11节 合模复位机构本模具由于脱模机构为推件板和推杆同时作用的机构，所以不需要设计另外的合模复位机构，当模具合模时，推件板被压回原位，推杆和推件板也同时相应的复位，如图5-30结构所示。图5-30 复位杆合模复位机构第六章 注塑机的校核第1节 注塑量的校核注塑量，一个成型周期注入模具型腔内塑料熔体的量。注塑量必须在一个成型周期内小于等于百分之八十的注塑机最大的额定注塑量。 （6-1）-注塑量 -模具的型腔数目-一个塑件的的塑件的量-模具浇注系统凝料的量 -注塑机最小额定注塑量 第2节 注塑压力的校核注塑压力，料筒中螺杆对已塑化好的塑料熔施加的单位面积上的力克服流过喷嘴和型腔里的阻力。注塑机的最大注塑压力要大于等于成型塑件时所需要的注塑压力，查表3-1可知ABS在难流动的薄壁窄浇口件所需要的注塑压力查表3-1-可知所选的注塑机的最大注塑压力,所以注塑压力满足条件。 第3节 锁模力的校核 模具的最大锁模力要大于模具的涨模力。 （6-2）-涨模力-塑件熔体型腔压力-型腔数-塑件的投影面积-模具流道系统投影面积 （6-3）-塑件所需要注塑压力 （6-4） 查表4-1可知所选注塑机的最大锁模力为450KN,所以其远远大于塑件的涨模力，故所选注塑机合格。第4节 模具与注塑机装模部分的相关尺寸的校核各种型号的注塑机安装部分的形状和尺寸各不相同。所以再设计模具的时候应该主要的校核此部分，这包括：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸以及模具安装时螺钉孔的位置尺寸。注塑机喷嘴头的球面半径与其接触的模具主流道始端的球面半径必须吻合，一般前者稍小于后者。模具主流道中心与注塑机喷嘴中心线应该在一条直线上。模具安装用螺钉位置尺寸。1、 注塑机最大模厚与最小模厚的校核模具的厚度H应该满足在注塑机的最大模具厚度与最小模具厚度之间，即 （6-5）H-本模具的厚度mm-最小模具厚度mm-最大模具厚度mm查表3-1-1可知所选注塑机的最大和最小模厚分别为300mm和100mm所以所选注塑机满足条件。2、 模具的长度和宽度的校核模具动模与定模底板尺寸应该与注塑机移动模板和固定模板用螺钉孔的位置的尺寸要相适应，这样可以便于紧固在相应的模板上。注塑模具常用的安装方法游泳螺钉直接固定和用压板固定的两种方法。螺钉或者压板的数量常见的为2-4个。第5节 开模行程和塑件推出距离的校核1、 开模行程的校核注射机的开模行程是有限制的，在取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离，对于板式分型面注塑模（即带针点浇口的注塑模），开模距离需要加上定模板的分离距离，这个距离是用来取出浇注系统凝料。 （6-6）-塑件脱模（推出距离）距离mm-塑件高度，包括浇注系统在内mm-注塑机最大开模（移动模板行程）mma-定模板与浇口板的分离距离mm 查表3-1-1可知注塑机的最大开模行程为270mm大于120mm，所以符合要求。第七章 模具的相关计算第1节 模具的成型零部件成型尺寸计算 ABS的收缩率为0.3%-0.8%,所以PE的平均收率为： （7-1）-塑料的平均收缩率-塑料的最小收缩率-塑料的最大收缩率 1、 型腔的径向尺寸 图7-1 模具型腔根据平均值计算方法，有【2】实用模具计算手册P246表5.4-1查得型腔径向尺寸公式为下式7-2。D=（1+S）dx (7-2)塑件的公差，有尺寸及它的精度等级来决定mmD型腔的最大径向尺寸md塑件的尺寸mmx通常取0.50.75，本次计算统一取3/4，模具的制造公差，通常取所以，有公式演变一下得到下面公式7-3。 L=l(1+S)，= （7-3）L型腔径向尺寸mml塑件尺寸mm，其余与式7-2相同。 所以型腔径向尺寸根据塑件精度等级四级根据公式7-3计算分别为如下尺寸。L=38(1+0.55%)0.42=37.894L=40(1+0.55%)0.42=39.905L=36(1+0.55%)0.42=35.883L=24(1+0.55%)0.32=23.892L=15(1+0.55%)0.28=14.873L=2(1+0.55%)0.12=1.975L=5(1+0.55%)0.18=4.893 二、型腔深度尺寸根据平均值计算方法，有【2】实用模具计算手册P246表5.4-1查得型腔径向尺寸公式为下式7-4。H=（1+S）hx (7-4)塑件的公差，有尺寸及它的精度等级来决定mmH型腔的最大深度尺寸mh塑件的尺寸mmx通常取0.50.75，本次计算统一取2/3，模具的制造公差，通常取所以，有公式演变一下得到下面公式7-5。 H=h(1+S)，= （7-5）H型腔深度尺寸mmh塑件尺寸mm，其余与式7-4相同。 所以型腔深度尺寸根据塑件精度等级四级根据公式7-5计算分别为如下尺寸。H=6.5(1+0.55%)0.20=6.402H=35(1+0.55%)0.42=34.913H=10(1+0.55%)0.20=9.922H=2(1+0.55%)0.16=1.904H=18(1+0.55%)0.28=17.966H=8(1+0.55%)0.2=7.911H=4(1+0.55%)0.18=3.902H=5(1+0.55%)0.18=4.908三、