毕业设计（论文）-盒盖连体零件注塑模具设计【全套图纸】.doc

本科毕业设计（论文）题目：盒盖连体零件注塑模具设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导老师： 2013年5月盒盖连体零件注塑模具设计摘 要从分析塑料零件注射模具设计的全过程，并从其加工工艺性出发，选取了较为合理的设计方案，经工艺计算并初步确定模具结构方案，最后进行模具各个部分零件的设计。由于本产品结构比较复杂，模具结构及制造工艺相对较为复杂，生产批量为大批量，精度为IT14，则成本会比较高。且模具采用的是一模两腔的设计，所以增加了结构的复杂性，通过对抽芯机构的计算和设计，同时把握模具相关运动部件的设计，其中包括定位零件和成型零件尺寸的计算和校核。该模具采用了一次分型，使制件的主流道凝料和分流道凝料从模具的成型板中脱出，最后利用推杆推出作用，使制件脱离型芯，达到制件的生产。同时，本模具的亮点和难点在于有两个带角度的内侧抽芯和其型芯型腔的加工复杂性上，但通过比较合理的斜顶装置可以很完善的达到内抽的效果，并且该机构制造相对简单，可降低模具成本。在一些零件的选用上也是尽量选取标准件以降低模具造价，型芯和型腔都采用镶拼式的结构，同时运用直通式冷却水道，降低加工难度和成本。最后分析模具装配和型腔的加工工艺性。关键词：注塑模；分型面；抽芯全套图纸，he Plastic Mold Design of Box CoverAbstractFrom the analysis of the whole process of the design of plastic pates injection mold, and departure from its processing technology, select a more reasonable design, the process calculation and initially identified the mold structure of the program, the final design of some parts of the mold. Due to the product structure is more complex, the mold structure and manufacturing process is relatively complex, production volume in bulk, the accuracy of IT10, the cost will be higher. The die is used to design a mold two cavity, so increases the complexity of the structure, calculation and design of the core-pulling mechanism, and grasp the mold moving parts design, including the calculation of the size of positioning parts and molded parts and checked. Spure slug and shunt used in the mold of the type, so that the parts of the slug of the mold forming board last putter introduced the roleof the parts off the core, to achieve the production of parts. At the same time, the highlight and difficulty of this mold is processing complexity two angled inside core-pulling and its core cavity, but more reasonable lifter device can be improved to achieve the pumping effect, and the organization to produce relatively simple, can reduce the cost of the mold. Also try to select in some parts of the slection of standard parts to reduce tooling cost, core and cavity mosaic structure, while the use of straight-through cooling water, reducing the processing difficulty and cost. Finally, analysis and processing of the mold assembly and cavity.Keywords: Plastic injection molding；once；medial to the core-pulling主要符号表k安全系数E材料弹性模量Smax塑料的最大收缩率q熔融塑料在模腔内的压力Smin塑料的最小收缩率V塑塑件体积P0注射压力V注注射机理论注射量P公公称注射压力F锁锁模力s塑件公差s塑件收缩引起的塑件尺寸误差T注射机的额定锁模力LS塑件尺寸L凹型腔尺寸L凸型芯尺寸H塑塑件內形深度基本尺寸S注射机最大行程d塑件外径基本尺寸H 模具闭合尺寸D塑件內形基本尺寸Hmin模具最小尺寸h凸模/型芯高度尺寸Hmax模具最大尺寸模具制造公差倾斜角A塑件包紧型芯的侧面积p单位面积塑件对型芯的正力F塑件的投影面积n个数P型腔压力f摩擦系数长度系数Q总脱模力目 录摘 要IAbstractII1 前言11.1我国塑料模具的发展现状11.2塑料模具的发展趋势21.3中国塑料模具行业存在的问题31.4发展展望42 塑料ABS分析62.1基本特性62.2成型特性62.3综合性能62.4ABS的注射工艺参数73 塑料模的总体设计83.1塑件的形状尺寸83.2型腔数目的决定及排布83.3注射机的选择93.4分型面确定93.5模架的选择103.5.1型腔壁厚的计算103.5.2凹模型腔底部高度113.5.3模架的选择114 成型尺寸及浇注系统设计124.1型腔的内径计算124.2型腔的深度尺寸计算124.3型芯的外径计算124.4型芯的高度计算134.5浇注系统的初步计算135 导柱导向机构的设计155.1导柱导向机构的作用155.2导柱导套的选择156 脱出机构设计166.1推出机构的组成166.2设计原则166.3脱模力的计算166.4推板脱出机构计算176.5脱模机构设计186.5.1简单脱模186.5.2侧向抽芯机构设计197 排气温控系统设计227.1温控系统设计227.2注射模冷却系统设计原则227.3冷却系统的结构设计237.4 冷却水孔直径计算247.5求冷却水在水孔里的流速248 注射机与模具型腔型芯强度校核258.1注射机的校核258.2型腔型芯的强度校核259 模具的装配、试模与维修269.1模具的装配269.2模具装配的主要内容269.2.1型芯装配269.2.2型腔的装配加工269.2.3导柱、导套的装配269.2.4顶杆装配加工269.2.5浇口套的装配加工269.3装配顺序279.4试模279.5模具的维修2710 模具装配图2811 模具可行性分析2911.1本模具的特点2911.2市场效益及经济效益分析29参考文献30总结31致 谢32毕业设计（论文）知识产权声明33毕业设计（论文）独创性声明341 前言1 前言1.1我国塑料模具的发展现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势1。 加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%2。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20%左右的水平。近年来，港资、台资、外资企业在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模多腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造3。 1.2塑料模具的发展趋势（1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。（2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面4。（3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求5。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。（4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。（5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力6。 （6）发达工业国家的模具正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展步伐。1.3中国塑料模具行业存在的问题（1）发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距7。（2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。（4）供需矛盾短期难以缓解。近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。（5）体制和人才问题的解决尚需时日8。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。1.4发展展望在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视：一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展和进步。二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高9。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。（1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。（2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。（3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。（5）模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。（6）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。（7）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。（8）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。（9）逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。（10）热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。（11）模具标准化程度将不断提高。（12）在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向10。“十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。2 塑料ABS分析2 塑料ABS分析2.1基本特性ABS塑料名称：丙稀腈、丁二稀、苯乙烯，具有良好的综合性能，既高的冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定、易机械加工，表面还可镀金属，电性能良好应用为作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备，用ABS制成泡沫夹层板可作小轿车车身11。2.2成型特性结晶形塑料，吸湿性小，成型前可不预热，熔体粘度小，成型时不易分解，流动性极好，溢边值为0.02mm左右，流动性对压力变化敏感，加热时间长则易发生分解。冷却速度快，必须充分冷却，设计模具时要设冷料穴和冷却系统。收缩率大，方向性明显，易变形、翘曲，结晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温。宜用高压注射，料温要均匀，填充速度应快，保压要充分。不宜采用直接浇口注射，否则会增加内应力，使收缩不均匀和方向性明显。应注意选择浇口位置。质软易脱模，塑件有浅的侧凹时可强行脱模。2.3综合性能ABS，它是由三种单体聚合而成的非结晶型高聚物，具有三种组合物的综合性能，且无毒、无味，塑件成型后有较好的光泽。ABS的密度为1.021.05g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化膨胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆12。根据ABS中组分之间的比例不同，其性能也有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）3塑料模的总体设计2.4ABS的注射工艺参数注射机类型： 柱塞式喷嘴形式： 直通式喷嘴温度： 150170料筒温度： 前 170200后 140160模温： 6070注射压力： 60100MPa保压力： 4050MPa注射时间： 1560s高压时间： 03s冷却时间： 1560s3 塑料模的总体设计3.1塑件的形状尺寸塑件名称：盒盖材料：ABS产量：中等批量生产根据实物在PROE环境内进行三维造型。图3.1塑件塑件的工作条件对精度要求一般，因为塑件图中未注公差，所以根据ABS能可选择其塑件的精度等级为7级精度。3.2型腔数目的决定及排布已知的体积V塑或质量W塑 ，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度一般，综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模二腔对称性排布。分流道直径可选1.59.5mm。本设计取值4mm。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用潜浇口，排布图如下图示：图3.2型腔数目及排布3.3注射机的选择由于采取的是一模二腔的方案，故其注射总体积及质量就是塑件的体积及质量的二倍：假设：，由注射机最大注射量公式得： （3.1）其中：注射机的公称质量注射量；K注射机最大注射量的利用系数，取0.3；塑件的总质量；浇注系统废料的质量。因此：由塑料模具技术手册查得注射机的型号为XS-ZY-125国产注塑机，其主要技术参数如下：结构型式：卧式理论注射容量：125cm3螺杆直径：42mm注射压力：150MPa注射速率：60g/S塑化能力：11.8g/s螺杆转速：14200r/min锁模力：900KN拉杆内间距：370320mm移模行程：270mm最大模具厚度：300mm最小模具厚度：200mm锁模型式：双曲肘式模具定位孔直径：100mm3.4分型面确定由于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，从几种方案中优选出较为合理的方案13。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处，不要选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处；（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，保证制件相关部位的同心度；（4）满足塑件的外观质量要求；（5）便于模具加工制造；（6）考虑对成型面积的影响；（7）考虑对排气效果的影响；（8）考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模开模的方向上。其中最重要的是第2、第5和第8点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图3.1所示，采用这样一个平直的分型面，由于制件的使用要求一般，精度要求不高，因此只设计一个分型面，即模具具有唯一分型面。图3.1分型面3.5模架的选择3.5.1型腔壁厚的计算对小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算，得型腔侧壁最小厚度：（3.2）其中：r凹模型腔内孔或凸型芯外圆的半径；材料许用应力；模腔压力。成型零件材料选T12，淬火，低温回火，硬度大于55HRC，其为700Mpa3.5.2凹模型腔底部高度3.5.3模架的选择由前面对型腔的最小壁厚和底部厚度可以估算得型腔的最小外形尺寸：最小宽度为：20+3.6643=23.6643mm最小厚度为：36+14.79=50.79mm但是考虑到加工方便，采用组合式凹模，所以还要考虑导柱导套的安放位置，且查得标准值，再由于塑件采取推件板推出，因此选择模架为基本类型中的A3的派生模架，为了方便分型时定位，增加了限位杆。设置推件板推出机构，它适合于薄壁壳体型塑件，脱模力大以及塑件表面不允许留有顶出痕迹的注射成型模。选择模架规格为：A3-200200-33-Z2，GB/T12556-90具体尺寸如下如下：定模坐板厚度：A=43mm中间板厚度：B=24mm模板：直径=150mm推板：直径=142.2mm，高度=32mm型心固定板：高度=48mm动模座板：厚度=69mm模具闭合厚度：H=517导柱：d=20mm导套：d1=20mm限位杆：d=20mm4 成型尺寸及浇注系统设计4 成型尺寸及浇注系统设计4.1型腔的内径计算 （4.1）其中：型腔内形尺寸；塑件外径基本尺寸；塑件公差；塑件的平均收缩率，取0.4%；x综合修正系数，取x=0.50.75；模具制造公差，取。因为制件图样上未注公差尺寸的允许偏差，所以采用7级公差精度，查表得，所以：4.2型腔的深度尺寸计算 （4.2）其中：型腔深度尺寸；塑件高度其本尺寸；塑件公差；塑料平均收缩率，取0.4%；x综合修正系数，取x=0.50.75；模具成型尺寸设计公差。查表得，所以H=58mm4.3型芯的外径计算 图4.1型芯的结构图 （4.3）式中：型芯外形尺寸；塑件内径基本尺寸；塑件的公差；塑料平均收缩率0.4%；x综合修正系数，取x=0.50.75；模具成型尺寸设计公差，取。查表得：，4.4型芯的高度计算 （4.4）式中：凸模高度尺寸；塑件内形深度基本尺寸；塑件公差；塑料平均收缩率0.4%；x综合修正系数，取x=0.50.75；模具成型尺寸设计公差，。查表得：，所以4.5浇注系统的初步计算浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成14。浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。根据塑件的形状采用推板推出。由于本塑件是圆筒状制品所以尽可能采取中心进料，所以选择潜浇口，单分型面，分流道采用半圆形截面，分流道开设在定模板上，在浇道板上采用浇口套,设置冷料穴和拉料杆。图4.2浇注系统的结构根据塑件的外形尺寸和质量等决定影响因素，初步取值如下：d=5mm，D=8mm，R=16mm，h=5mm，d1=0.2mm，H1=4mm，l=50mm，L=43mm，a=，a1=，L1=36mm，Ra=0.63m主流道呈圆角半径r=2mm，以减小料流转向时渡时的阻力。主流衬套选用45#制造，表面淬火大于55HRC。5 导柱导向机构的设计5 导柱导向机构的设计5.1导柱导向机构的作用（1）定位件用：模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整15。（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）承受一定的侧向压力。5.2导柱导套的选择一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，视具体情况而定，通常设置在型芯凸出分型面最长的那一侧。因为限位杆已经设置在定模上，所以导柱应该设置在动模上，而且这样还可以保护型心不受损伤。图5.1导柱导套的结构定端与模板间用H7/m6或H7/k6的过渡配合,导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。根据模具结构的要求，与导柱同动作的弹簧应布置4个，并尽可能对称布置于A分型面的四周，以保持分型时弹力均匀，中间板不被卡死。图5.2导柱分布 6 脱出机构设计6 脱出机构设计6.1推出机构的组成推出机构由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件组成。即推件板、推件板紧固螺钉、推板固定板、推杆垫板、顶板导柱、顶板导套以及推板紧固螺钉16。6.2设计原则（1）推出机构应尽量设在动模一侧；（2）保证塑件不因推出而变形损坏；（3）机构简单动作可靠；（4）合模时的正确复位。6.3脱模力的计算因为塑件壁厚与其内孔直径之比0.02小于0.05，所以本塑件属于薄壁壳体塑件，其脱模力计算公式为： （6.1）其中：E塑料的拉伸模量，MPa；塑料成型平均收缩率，%；塑件的平均壁厚，mm；L塑件包容型芯的长度，mm；塑件的泊松比；脱模斜度（塑件侧面与脱模方向之夹角）；f塑料与钢材之间摩擦系数；r型芯大小端平均半径，mm；B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部上有通孔时，10B项应视为零；由f和决定的无因次数；经过计算得Q=11912.59N因此，脱模力的大小随塑件包容型芯的面积增加而增大，随脱模斜度的增加而减小。由于影响脱模力大小的因素很多，如推出机构本身运动时的摩擦阻力、塑料与钢材间的粘附力、大气压力及成型工艺条件的波动等，因此要考虑到所有因素的影响较困难，而且也只能是个近似值。用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留0.200.25mm的间隙，并用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。6.4推板脱出机构计算（1）顶件行程： （6.2）其中：所需顶出行程；型芯成型高度；e 顶出行程富裕量；（2）开模行程 （6.3）其中：a 中间板与定模分开的距离，mm；H1塑件推出距离（也可作为凸模高度），mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，mm；S注射机移动板最大行程，mm；H所需开模行程，mm。图6.1推板图6.2 顶杆6.5脱模机构设计6.5.1简单脱模（1）脱模机构结构设计注塑成型每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯中脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构或脱模装置17。从塑件本身结构和模具尽可能的简单两方面考虑，在此采用弹簧和钩摆凸块顺序分型脱模机构。 图6.3 推杆如图所示推杆工作部分与模板或型芯上推杆孔的配合常采用H8/f7H8/f8的间隙配合，推杆与推杆孔的配合长度视推杆直径的大小而定，当d5mm时配合长度可取(23)d。推杆工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8m。推杆的材料常用T8A，T10A等碳素工具钢或5Mn弹簧钢等,前者热处理要求5054HRC。其固定方式如图所示：图6.4推杆固定形式（2）脱模机构运动分析、强度设计由于此塑件属于壳形制品，所以采用推杆和内型芯推出。另外设有复位杆，开模时在推板的作用下，推杆与内型芯一起将塑件从主型芯上推出。合模时通过复位机构回到闭合位置。推杆的尺寸推杆不宜过细，推杆应设在脱件阻力大的地方，端面装配后应比型腔或镶件平面高0.050.1mm，进料口处理尽量不设推杆，尽量避开侧抽芯，推杆与推杆孔之间的双边间隙保证不凝料，保证不溢料有能排气，推杆形状为标准的圆形截面推杆JI85108-1964，推杆的材料选取T8A钢，E=21000000N/cm。推杆的直径： d=（） （6.4）式中：d圆形推杆直径，mm； 推杆长度系数，0.7； l推杆长度，85mm； n推杆数量； E推杆材料的弹性模量， 21000000 N/cm。由F=43152N，解得：d=0.32cm=3.2mm，取d=4mm推杆的应力校核： = 320Mpa=其中：一般中炭钢 =32000 N/cm；合金结构钢=42000N/cm6.5.2侧向抽芯机构设计该塑件外形有一凹槽,在成型凹槽时需要设置侧向分型抽芯机构。本节主要讨论塑件左端面凹槽的成型情况，在确定向分型抽芯机构时选择斜导柱侧向分型与抽芯机构和弯销侧向分型与抽芯机构两种方案进行比较。斜导柱和弯销侧向分型与抽芯机构的工作原理相似，都有侧向滑块的导滑、注射时侧向型芯的锁紧和侧抽芯结束时侧滑块的定位三大设计要素18。但是弯销侧向抽芯机构的弯销是矩形截面，其抗弯截面系数比圆形截面的斜导柱要大，因此可采用比斜导柱教大的倾斜角a,所以在开模距相同的情况下可获得较大的抽芯距，且具有较大的起始抽芯力。本设计中两种结构都能满足成型工艺要求，模具复杂程度相似。本设计选用斜导柱抽芯机构进行设计。（1）斜顶一般采用T8A钢，淬硬到HRC5055。（2）斜顶的尺寸选择按表所选。表6.1斜销的尺寸选择直径d=12mm，D=17mm，H=10mm推板导向的组合形式：根据需要将推板导柱放于推板的三个角处，采用三根导柱导向，以提高导向精度和导向的平稳性，以免在推出塑件时对塑件质量造成影响。 （3）斜导柱的组合形式：斜导柱与导柱孔应保持0.51mm的间隙。 （4）抽芯距的计算 一般抽芯距S等于侧孔或侧凹深度加上23mm的余量。 即：S= S1+（23）mm=2+(23)mm=45mm （5）斜顶的角度斜顶的角度与开模所需的力，斜顶所受的弯曲力，实际能得到的抽拔力及开模行程有关。大时，所需的抽拔力应增大，因而斜顶所受的弯曲力也应增大，故希望角度小些为好。但角度小则使斜顶工作部分及开模行程加大，所以角度的确定需要适当兼顾脱模距及斜导柱所受的弯曲力19。根据实际经验证明，斜度值一般不得大于25，通常采用1520，由于此零件抽芯距较小，所以取=15。（6）抽拔力的计算抽拔力的计算与脱模力相同，由于影响抽拔力的因素很多，如塑件的壁厚，塑件包容截面形状的大小，塑件的性能，成型工艺参数等。如要全面考虑这些因素较困难。在实际生产中只考虑主要因素，因此，可按简化公式计算： P1=CLq（） （6.5）式中：P1斜导柱的抽拔力，N； C 侧型芯被包紧的截面周长，43mm。 L 型芯被包紧部分的长度，1.25mm。 摩擦系数，一般为0.10.2； 侧抽芯的脱模斜度； q单位面积的积压力，一般为812MPa。所以：P1=CLq（）=431.25120.2 =161.25N（7）斜顶长度图6.5 斜导柱尺寸L=L+L+L+L （6.6）= =39+11.6+1.6+（510）式中：L斜顶的总长度； D斜顶固定部分大端直径；S抽拔距；h斜顶固定板厚度；d斜顶倾斜角。所以L取为58mm。7 排气温控系统设计7 排气温控系统设计7.1温控系统设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体20。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。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，其间隙为0.030.05mm。基本原则：熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。7.2注射模冷却系统设计原则（1）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大、型腔表面的温度与冷却水道的数量、截面尺寸及冷却水的温度有关21。（2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相等，但是当塑件不均匀时，厚的地方冷却水道到型腔表面的距离应近一些，间距也可适当小一些。一般水道孔边至型腔表面的距离应大于10mm，常用1215mm.（3）浇口处加强冷却，当塑料熔体充填型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度就越低，因此浇口附近应加强冷却，通常将冷却水道的入口处设置在浇口附近，使浇口附近的模具在较低温度下冷却，而远离浇口部分的模具在经过一定程度热交换后的温水作用下冷却。（4）冷却水道出、入口温差应尽量小，如果冷却水道较长，则冷却水出、入口的温差就比较大，易使模温不均匀，所以在设计时应引起注意。冷却水道的总长度的计算可公式：L=A/nd （7.1）其中：L冷却水道总长度；A热传导面积； D冷却水道直径；d 冷却水通道直径； n模具上开设冷却通道孔数。（5）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置，由于ABS的收缩率大，水道应尽量沿着收缩方向设置。冷却水道的设计必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理一般水道孔径为10mm左右，不小于8mm。根据此套模具结构。7.3冷却系统的结构设计 中等深度的塑件，采用点浇口进料的中等深度的壳形塑件，在凹模底部与型腔表面采用等距离环型槽冷却的形式22。具体如下图所示： 图7.1 冷却系统的结构图根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为 （7.2）式中：a冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数，W/m2K； A 冷却管道壁的传热面积，m2； 模具温度与冷却介质温度之差值，K； 冷却时间，s。由上式可知，当需传递热量Q不变时，可通过：（1）提高传热系数a ，通过提高冷却介质的流速便可达到提高传热系数的目的；（2）提高模具与冷却介质间的温差；（3）增大冷却介质的传热面积A，通过开设水管的尺寸尽可能大，数量尽可能多就可以增大传热面积。7.4 冷却水孔直径计算假设塑料在模内释放的热量全部由冷却水所带走，则模具冷却时间所需冷却水的体积流量可按下式计算：V=式中：V冷却水的体积流量； G单位时间内注入模具的塑料质量（kg/h）； 塑料成形时在模内释放的热含量（J/kg）； C冷却水的比热容（J/kg.K） 查表得水为4.187X103； 冷却水的密度（kg/）； 冷却水的出口温度（）； 冷却水的进口温度（）。所以根据冷却水的体积流量可以查表得：冷却水管的直径为12mm7.5求冷却水在水孔里的流速 符合冷却水的最低流速要求。8 注射机与模具型腔型芯强度校核8 注射机与模具型腔型芯强度校核8.1注射机的校核（1）最大注射量校核：由得： (8.1)，符合要求。（2）注射压力的校核：由，符合要求。（3）注射速率的校核：由 ，可以用螺杆转速来校核。（4）锁模力的校核由， (8.2)取k=1.11.2，得 即，符合要求。（5）模具闭合厚度校核：由HminHHmax，得1502