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电筒筒头注塑模设计【注塑模】【17张CAD图纸】

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关键词：: 电筒筒头注塑模设计 cad图纸

资源描述：

电筒筒头注塑模设计

44页 17000字数+说明书+17张CAD图纸【详情如下】

动模座板.dwg

动模板.dwg

垫块.dwg

塑件图.dwg

定模座板.dwg

定模板.dwg

材料清单.doc

滑块.dwg

电筒筒头注塑模装配图.dwg

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摘要

模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。本设计介绍了塑料注射模具的设计与制造方法。该注射模采用了1模2腔的结构。根据塑件的结构，选用了两侧带有侧抽芯机构的两板模，运用斜导柱完成塑件的侧抽芯，采用侧浇口完成进料。在整个设计过程中，查阅了大量的参考数据，深入分析设计内容，包括塑件成型工艺性分析；拟定模具结构形式；注射机型号的确定；浇注系统形式和浇口的设计；成型零件的结构设计和计算；模架的确定和标准件的选用；合模导向机构的设计；脱模推出机构的设计；侧向分型与抽芯机构的设计；冷却系统的设计。由于抽芯距离较短，为了使模具结构简单，采用斜导柱侧抽芯方式，并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。

通过该塑料模具的设计使自己对塑料模具的设计流程有了更深一层次的认识。

关键词：塑料；注射模具；设计；侧抽芯；斜导柱

ABSTRACT

The die making technology rapidly expand, has become the modern technique of manufacture the important component.This design introduced the plastic injects mold's design and the manufacture method. This injection mold has used 1 mold 2 cavity structures. According to the structure of the plastical piece chose to use the mold with two sidecores. make use of inclined lead pillar completion side core-pulling of the plasticalpiece and adopt side gate completion injection .Checked a great deal of reference in the whole design process, thorough analysis the design contents, include usage Proe software to carry on wallthinckness and draft analysis for the product；Draft the mold structure form；The assurance of injection machine model ;design of injection system and gate;Model structure design and calculation of mold parts; The assurance of mold base with standard piece of choose to use;ejector organization‘s design;The design of side core ejector ‘s organization;The design of cooling system. As the core pulling shorter distances, in order to enable Die simple structure, using bevel-side core-pulling, also mold the material of choice. The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated.

Through the design process of plastics mold makes me have more deep one layer understanding of the design process to the plastics mold.

Key word: plastic；injection mold；design； sidecore； inclined lead

引言1

1塑件的分析及塑料的成型工艺性能2

1.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征2

1.1.1性能特点2

1.1.2成型工艺分析2

2初步确定型腔数目4

2.1 型腔数目常用方法4

2.1.1 根据经济性确定型腔数目4

2.1.2 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目4

2.1.3 根据制品精度确定型腔数目4

4.1.4 根据注射机的额定最大注射量确定型腔数目4

3注塑机的选取及校核6

3.1塑件体积及品质的计算：6

3.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算7

3.3选取注塑机7

3.4注塑机及工艺参数的校核7

3.4.1锁模力的校核7

3.4.2注射量的校核7

3.4.3 最大注射压力校核8

4分型面的确定9

4.1 分型面的设计原则9

4.2 分型面类型的选择及确定9

5浇注系统的设计11

5.1 浇注系统设计的原则11

5.2. 主流道的设计12

5.2.1 主流道的设计要点12

5.2.2 主流道浇口套的形式13

5.2.3 主流道尺寸的确定13

5.3 冷料穴的设计14

5.4 分流道的设计14

5.4.1 分流道剪切速率的校核15

5.5 浇口的设计16

6 成型零部件的结构设计18

6.1 凹模的的结构设计18

6.2 凸模的结构设计18

6.3 成型零件工作尺寸计算19

6.3.1 影响工作尺寸的因素：19

6.3.2 零件工作尺寸的计算20

7 侧向抽芯机构设计22

7.1 抽芯距的计算：22

7.2 侧向抽芯机构的设计22

7.2.1 斜导柱的设计23

7.2.2 斜滑块的设计24

8 模架的选择25

8.1 主要参数如下：25

8.2 模具尺寸校核26

9 导向机构的设计27

9.1 导柱导向机构的作用27

9.2 导柱导套的设计原则27

9.3 导柱导套材料选择27

10 推出机构的设计28

10.1 推件力的计算29

11 冷却系统的设计30

11.1 冷却系统的开设原则30

11.2 确定冷却水道直径31

12模具排气槽的设计32

13零件的加工工艺33

13.1动模型芯制造工艺过程：33

13.2 凸模（定模部分）加工工艺过程：34

14 模具加工工艺流程：35

参考文献：36

设计体会：37

致谢38

1.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征

该塑件材料选用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS塑料是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料，是丙烯、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所以其有三种组元的综合性能。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。且具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性。

1.1.1性能特点

1）ABS粒料表面极易吸湿，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此成型前必须进行干燥处理。

2） ABS 比热比聚烯烃低，在注射机料筒中能很快加热，因而塑化效率高。在模具中凝固也比聚烯烃快，故模塑周期短。

3）ABS 树脂的表观粘度强烈地依赖与剪切速率，因此模具设计中都采用点浇口形式。

4）ABS 树脂为非结晶形高聚物，所以成型收缩率小。

5）ABS 树脂熔融温度较低，熔融温度范围宽，流动性有利于成型，其缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃，不透明、耐候性不好，特别是耐紫外线性能不好。

6）ABS的主要技术指标：

密度：1.02—1．05 g/ cm3 比热容：1255—1674 J·kg-1K-1

屈服强度：50 MPa 抗拉强度： 38 MPa

断裂伸长率：38% 拉伸弹性模量： 1.8 GPa

抗弯强度：80 MPa 弯曲弹性模量：1.4 GPa

抗压强度：53 MPa 抗剪强度：24 MPa

导热系数：13.8—31.2 线膨胀系数：5.8—8.6

1.1.2成型工艺分析

1）该塑件尺寸较小，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其它尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结根据零件结构和制造工艺,模架的基本组成零件有两种:导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。导套的加工主要是内、外圆柱面加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，他们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢T8A淬火处理，淬火处理硬度55-60HRC。

1、根据分析，导套加工艺过程如下：

备料——粗车、半精车内外圆柱表面——热处理——研磨导柱中心孔——粗磨、精磨配合表面——研磨导套重要配合表面。

2、模架的装配：

导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动范本的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过度配合。模架的装配比较的简单，主要是用螺钉将装有导套的定范本连接起来。

3、模具表面强化处理工艺特点及应用：

渗氮处理：渗氮处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程，模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理。根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线：

精密模具：备料——锻造——退火或回火——粗加工——调质——半精加工——装配——试模——渗氮——研磨抛光——装配；

一般模具：备料——粗加工——调质——精加工——糁氮——研磨——装配

4、总装的技术要求

a、装配后的模具安装表面的平行误差不大于0.05；

b、模具闭合后分型面应均密合；

c、导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致；

d、合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触

5、试模：

模具在装配完成之后，在交付生产时试模，其目的是检查模具在设计制造上是否存在缺陷，若有，则要求排除；对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高。

参考文献：

1、国家标准总局编。《塑料模国家标准》中国标准出版社，1999

2、陈万林编着《塑料模具设计与制作教程》北京希望电子出版社，2000

3、黄健求编《模具制造》机械工业出版社，2001

4、黄毅宏编《模具制造工艺学》机械工业出版社，1996

5、王孝培编《塑料成型工艺及模具简明手册》机械工业出版社，2000

6、陈晓华、王秀英编《典型零件模具图册》机械工业出版社，2001

7、翁其金编《塑料模塑工艺与塑料模设计》机械工业出版社，1999

8、塑料模具技术手册编委会《塑料模具技术手册》机械工业出版社，1997

9、孙凤勤编《冲压与塑压设备》机械工业出版社，1997

10、黄锐编《塑料工程手册》机械工业出版社，2000

11、屈华昌编《塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社，1995

12王卫卫主编《材料成型设备》机械工艺出版社，2004

13叶久新主编《塑料成型工艺及模具设计》机械工业出版社，2007

14五先明、张蓉主编《塑料模具设计指导》国防工业出版社，2010

15杨可桢、李仲生《机械设计基础》高等教育出版社，2006

16 刘朝儒主编《机械制图》高等教育出版社，2000

内容简介：: 2011届毕业设计材料系、部：机械工程系学生姓名：陈志指导教师：唐田秋职称：副教授专业：材料成型及控制工程班级：成型0704 学号： 212070434 2011 年 6 月湖南工学院2011届毕业设计（论文）课题任务书系：机械工程系专业：材料成型及控制工程指导教师唐田秋学生姓名陈志课题名称电筒筒头注塑模设计内容及任务设计内容：根据所给的题目及原始数据，设计出一套注塑模。内容包括：该塑料零件注射成型方案设计；模具结构设计；非标模具零件设计；成型零件制造工艺编制。设计原始数据如下：1、Pro/E零件图,AUTOCAD图，实物2、塑件尺寸公差按SJ1372-78,3级（参见塑料模设计资料一，表6-6），孔类尺寸为正公差，轴类尺寸为负公差3、角度公差0.54、塑胶件表面光亮无划伤痕迹5、生产批量为大批大量。6、电筒筒头三维实物图设计任务：学生在指导教师指导下独立完成给定的注塑模设计任务，进行调查研究，选定合理的设计方案，进行必要的试验、测试和研究工作，正确绘制工程设计图纸，编写符合要求的设计说明书，翻译与题目有关的外文资料。学生在设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决给定的工程设计问题。要力争做到设计内容的科学性、设计思想的新颖性、设计表述的规范性和设计过程的综合性。拟达到的要求或技术指标1设计总要求：（1）、尽量选用标准模架。（2）、保证规定的生产率和高质量的塑胶制品的同时，力求模具成本低、寿命长。（3）、设计的塑料模必须保证操作维护安全、方便，与注射机能够匹配。（4）、在能够生产出性能、特性、质量符合要求的前提下，尽量降低制品后加工成本。（5）、便于搬运、安装、紧固到注射机上，并且方便、可靠。（6）、保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。2、设计图纸模具总装图一张、动、定模板、凸模、凹模、定位圈、浇口套、型芯等所有非标准零件图及电子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一张1号以上计算机绘图）；至少有折合1号图幅以上的图纸用手工绘制。图幅总量不少于3张零号图纸。3、设计说明书（要求不少于1.2万字，35页以上）（1）、资料数据充分，并标明数据出处。（2）、计算过程详细、完全。（3）、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。（4）、内容条理清楚，按步骤书写。（5）、说明书要求用计算机打印出来。（6）其他要求：写出不少于400字的中文摘要；至少翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文；查阅到10篇以上与题目相关的文献。4、整个设计资料包括：全套图纸、设计计算说明书、设计任务书、设计笔记、毕业实习及毕业设计体会。5、自选两个重要模具成型零件，编制加工工艺过程卡；编制型腔的数控加工程序。6、编制模塑成型工艺卡。进度安排起止日期工作内容备注第1-4周第5周第6周第7周第8-11周第12周第13-14周第15-16周第17-18周1、毕业设计调研；2、熟悉设计任务书的具体内容，准备相关的参考资料； 3、完成塑料件的设计及绘图工作；4、确定模具的设计方案；5、绘制模具装配图及零件图6、编制模具的装配工艺及主要零件的加工工艺7、编制模具成型零件加工工艺过程卡；编制型腔的数控加工程序；编制模塑成型工艺卡8、写设计说明书，翻译英文资料，做好毕业答辩的准备工作。9、毕业答辩主要参考资料1、国家标准总局编。塑料模国家标准中国标准出版社，19992、陈万林编著塑料模具设计与制作教程北京希望电子出版社，20003、黄健求编模具制造机械工业出版社，20014、黄毅宏编模具制造工艺学机械工业出版社，19965、王孝培编塑料成型工艺及模具简明手册机械工业出版社，20006、陈晓华、王秀英编典型零件模具图册机械工业出版社，20017、翁其金编塑料模塑工艺与塑料模设计机械工业出版社，19998、塑料模具技术手册编委会塑料模具技术手册机械工业出版社，19979、孙凤勤编冲压与塑压设备机械工业出版社，199710、黄锐编塑料工程手册机械工业出版社，200011、屈华昌编塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社，199512、甄瑞麟编模具制造工艺学清华大学出版社，2005教研室意见年月日系主管领导意见年月日湖南工学院毕业设计（论文）开题报告题目电筒筒头注塑模设计学生姓名陈志班级学号212070434专业材料成型及控制工程1.课题任务理解1.1选题依据：在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其他的模具，在模具行业中的比例将逐步提高。塑料模具在整个模具行业中所占的比重约为30%，在模具进出口的比重中约占50%-70%。随着塑料工业的不断发展，这一比例还持续提高。因此，精密、大型、复杂、长寿的塑料模具的发展将高于总量的发展。大学期间学校开设了塑料成型工艺及模具设计，模具制造工艺，模具专业英语，机械设计基础，机械制图，材料成型设备，金属学与热处理等课程，我掌握了这些课程的大部分知识，通过毕业设计会使得这些知识等到更好的融会贯通，并且通过一段时间的复习，对这些基础知识掌握会更加牢固。并且还能大大提高CAD绘图的熟练程度，PROE的绘图水平也会得到提高。而通过大量资料的查阅也拓展了我的知识面，对模具有了更深入的了解和认识。掌握了模具设计的基本步骤和技巧，希望能在以后的工作中能把握在此过程中的收获得以应用。本设计课题是电筒筒头注塑模设计，属于塑料材料，而且相对于其他塑料成型方法，注塑成型时最方便而且是生产率也是最高的，所以本设计选择了塑料模具中的注塑成型方法。1.2研究意义：模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。模具是一种高附加值和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。随着工业的发展，特别是CAD/CAM/CAE技术的飞速发展，极大地推动了模具的发展。目前，CAD/CAM/CAE技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理(PDM)等内容。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力有机地结合起来。CAD/CAM/CAE技术成为设计人员的得力助手。CAD/CAM/CAE技术随着Internet网络和并行高性能计算机的普及，使协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAM/CAE中得到广泛应用。基于CAD/CAM/CAE的重要性，有必要对其现状加以综述，并对其发展趋势加以展望。热塑性塑料注塑成型这种方法即是将塑料材料熔融，然后将其注入膜腔。熔融的塑料一旦进入模具中，它就受冷依模腔样成型成一定形状。所得的形状往往就是最后成品，在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的加工。许多细部，诸如凸起部、肋、螺纹，都可以在注射模塑中成型出来。2. 文献综述塑料工业的注塑成型又称注塑模具，是热塑性塑料制件的一种主要成型方法，并且能够成功地将某些热固性塑料注塑成型。注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高，易于实现自动化，因而广泛应用在塑料制品生产当中。塑料的注塑成型过程，就是借助螺杆或柱塞的推力，将已塑化的塑料熔体以一定的压力和速度注入模具型腔内，经过冷却固化定型后开模而获得制品。因此，可以说注塑成型在塑料装配生产中具有重要地位。模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。模具的类型很多，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为：塑料模具，金属冲压模具，橡胶模具，玻璃模具等。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。随着科学技术的进步与国民经济发展，塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行各业得到了广泛应用，因此对塑料模具的需求也日益增加，塑料模具在国民经济中的重要性也日益突出。用于塑料制品成型的模具，成为塑料成型模具，最常用的有注射，挤出，压缩，吹塑等等。注射成型也称注塑成型，用来生产几何形状复杂的塑料制品，是热塑性塑料制品的一种重要的成型方法。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有塑料品种都可以采用注射成型。它具有成型周期短；能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑件；对各种塑料的适应性强；生产效率高，易于实现机械化和自动化等一系列优点。据统计，注射制品约占所有塑料制品总产量的30%，全世界每年生产的注射模数量约占所有塑料成型迅速发展以及塑料制品的应用范围不断扩大，目前的注射成型方法已经推广到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品的生产中。注射成型不仅广泛应用于通用塑料制品生产，而且就工程塑料而言，它也是一种最为重要的成型方法。据统计，在当前的工程塑料制品中，80%以上都要采用注射成型的方法生产。3.执行方案及进度计划：3.1塑件零件图： 3.2 进度安排及执行方案：1）产品原料是ABS，具有较好的流动性能，采用注塑成型模具，本设计内螺纹采用自动脱螺纹方式，外环槽进行侧向抽芯。2）熟悉注塑模具设计的流程，掌握注塑模具设计的基本原理和设计方法，使用模具设计软件，对塑件进行模具设计。3）完成电筒筒头注塑模的各个部分的设计4）设计完成后，对设计的各参数进行校核并进行修改，以便能保证使用要求。5）整个设计过程可按以下的初步拟定方法设计计算：1、取得必要的资料取得注明具体技术要求的产品零件图。了解工件的生产批量。确认塑件原材料的各项性能。2、确定工艺方案对零件进行工艺性分析。根据工艺计算，确定型腔数目及其排列。确定分型面。确定浇注系统形式。确定脱模方式。侧抽芯方法与机构。确定成型零部件结构形式。确定排气方式。确定标准模架组的型号与规格。3、进行必要的工艺计算。成形零部件工作尺寸计算。脱模力与拔模力计算。4、模具的总体设计在上述分析计算的基础上，进行模具的结构的总体设计，估算出外形尺寸。5、模具主要零部件的结构设计工作部分零件的设计。（动模型芯、定模型芯、动模板、定模板等）导向零件的设计。（导柱、导套）6、选定注射机型号1）根据塑件的三维图进行属性分析得出其体积和重量。2）根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数。A、注射机额定注射量，每次注射量不超过最大注射量的80%;B、确定型腔数；6、绘制模具总图主视图、俯视图、工件图技术要求及说明7、绘制各非标准件的零件图3.3设计任务完成的阶段内容及时间安排。第一阶段 3月 5 日至3月15日，资料收集，阅读文献，完成开题报告。第二阶段 3月16日至4月20日，工艺方案确定、模具结构设计和计算。第三阶段 4月21日至5月15日，完成所有图纸的绘制。第四阶段 5月16日至5月25日，完成设计说明书的撰写。五阶段 5月26 日至6月5日，完成图纸和说明书的修改，答辩的准备和毕业答辩。 4.参考文献： 1、国家标准总局编。塑料模国家标准中国标准出版社，19992、陈万林编著塑料模具设计与制作教程北京希望电子出版社，20003、黄健求编模具制造机械工业出版社，20014、黄毅宏编模具制造工艺学机械工业出版社，19965、王孝培编塑料成型工艺及模具简明手册机械工业出版社，20006、陈晓华、王秀英编典型零件模具图册机械工业出版社，20017、翁其金编塑料模塑工艺与塑料模设计机械工业出版社，19998、塑料模具技术手册编委会塑料模具技术手册机械工业出版社，19979、孙凤勤编冲压与塑压设备机械工业出版社，199710、黄锐编塑料工程手册机械工业出版社，200011、屈华昌编塑料成型工艺与模具设计机械工业出版社，199512王卫卫主编材料成型设备机械工艺出版社，200413叶久新主编塑料成型工艺及模具设计机械工业出版社，200714五先明、张蓉主编塑料模具设计指导国防工业出版社，2010指导教师批阅意见指导教师(签名)：年月日湖南工学院毕业设计(论文)工作中期检查表题目电筒筒头注塑模设计学生姓名陈志班级学号212070434专业材料成型及控制工程指导教师填写学生开题情况学生调研及查阅文献情况毕业设计（论文）原计划有无调整学生是否按计划执行工作进度学生是否能独立完成工作任务学生的英文翻译情况学生每周接受指导的次数及时间毕业设计（论文）过程检查记录情况学生的工作态度在相应选项划“”认真一般较差尚存在的问题及采取的措施：指导教师签字：年月日系部意见：负责人签字：年月日湖南工学院2011届毕业设计（论文）指导教师评阅表系：机械工程系学生姓名陈志学号212070434班级成型0704班专业材料成型及控制工程指导教师姓名唐田秋老师课题名称电筒筒头注塑模设计是否同意参加答辩：是否指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年月日湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表题目电筒筒头注塑模设计学生姓名陈志班级学号212070434专业材料成型及控制工程评阅教师姓名职称工作单位湖南工学院评分内容具体要求总分评分开题情况调研论证能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。10外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。10设计质量论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。35创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。10撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范，符合规定字数要求。15综合能力能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。20总评分评阅教师评阅意见评阅成绩总评分20%评阅教师签名日期湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表题目电筒筒头注塑模设计学生姓名陈志学号212070434专业材料成型与控制工程指导教师唐田秋本设计为电筒筒头注塑模设计，采用ABS作为成型原料，从材料来看，ABS流动性较好，易于成型，密度小，收缩率较小，力学性能、耐磨性、耐腐蚀性及尺寸稳定性较高，适合成型此类圆筒状塑件产品。设计从材料的工艺性分析和塑件产品结构特征的分析入手，确定完成特征成型的方案和脱模原理。在根据材料分析数据、完成工艺方案的分析后，初步确定型腔数目，并确定注塑机的型号，进而进行浇注系统的设计和成型零部件的计算，之后完成模架的选择、各类机构和系统的设计，并完成模具工艺过程的编写。设计的重点是进行了侧向抽芯和自动动脱螺纹，创新点是利用齿轮传动脱螺纹，而使用模外机构进行驱动。在完成本设计并经过修改和总结后，我的设计达到了如下几点要求：1、本设计联系了实际生产，模具结构设计合理，并具有良好的工艺性。2、模具绘图布局合理，视图力求清晰完整，符合国家要求的标准。3、能够独立查阅相关资料文献，积极请教指导老师解决碰到的难题，按时完成毕业设计。4、设计说明书图文并茂，涉及步骤规范，资料数据充分，内容清晰，均达到了任务设计要求。综合以上几点，我认为已经达到了毕业设计的答辩要求，在此特向答辩小组申申请人签名：日期：资格审查项目是否01工作量是否达到所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等）03是否完成任务书规定的任务04完成的成果是否达到验收要求05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见：符合答辩资格，同意答辩不符合答辩资格，不同意答辩审查小组成员签名：年月日湖南工学院2011届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表系（公章）：机械工程系学生姓名陈志学号212070434班级成型0704班答辩日期2011年6月课题名称电筒筒头注塑模设计指导教师唐田秋成绩评定分值评定小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入,知识面宽。必答题40自由提问30合计100答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 40指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 60最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年月日说明：最终评定成绩a+b，两个成绩的百分比由各院、系自己确定，但应控制在给定标准的10左右。 20112011 届毕业设计说明书届毕业设计说明书电筒筒头注塑模设计系、部：机械工程系学生姓名：陈志指导教师：职称副教授专业：材料成型及控制工程班级：完成时间： 2011 年 6 月 1 日摘要模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。本设计介绍了塑料注射模具的设计与制造方法。该注射模采用了 1 模 2 腔的结构。根据塑件的结构，选用了两侧带有侧抽芯机构的两板模，运用斜导柱完成塑件的侧抽芯，采用侧浇口完成进料。在整个设计过程中，查阅了大量的参考数据，深入分析设计内容，包括塑件成型工艺性分析；拟定模具结构形式；注射机型号的确定；浇注系统形式和浇口的设计；成型零件的结构设计和计算；模架的确定和标准件的选用；合模导向机构的设计；脱模推出机构的设计；侧向分型与抽芯机构的设计；冷却系统的设计。由于抽芯距离较短，为了使模具结构简单，采用斜导柱侧抽芯方式，并对模具的材料进行了选择。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。通过该塑料模具的设计使自己对塑料模具的设计流程有了更深一层次的认识。关键词：塑料；注射模具；设计；侧抽芯；斜导柱ABSTRACTThe die making technology rapidly expand, has become the modern technique of manufacture the important component.This design introduced the plastic injects molds design and the manufacture method. This injection mold has used 1 mold 2 cavity structures. According to the structure of the plastical piece chose to use the mold with two sidecores. make use of inclined lead pillar completion side core-pulling of the plasticalpiece and adopt side gate completion injection .Checked a great deal of reference in the whole design process, thorough analysis the design contents, include usage Proe software to carry on wallthinckness and draft analysis for the product；Draft the mold structure form；The assurance of injection machine model ;design of injection system and gate;Model structure design and calculation of mold parts; The assurance of mold base with standard piece of choose to use;ejector organizations design;The design of side core ejector s organization;The design of cooling system. As the core pulling shorter distances, in order to enable Die simple structure, using bevel-side core-pulling, also mold the material of choice. The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated.Through the design process of plastics mold makes me have more deep one layer understanding of the design process to the plastics mold. Key word: plastic；injection mold；design； sidecore； inclined lead 目录引言.11 塑件的分析及塑料的成型工艺性能.21.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征.21.1.1 性能特点.21.1.2 成型工艺分析.22 初步确定型腔数目.42.1 型腔数目常用方法.42.1.1 根据经济性确定型腔数目.42.1.2 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目.42.1.3 根据制品精度确定型腔数目.44.1.4 根据注射机的额定最大注射量确定型腔数目.43 注塑机的选取及校核.63.1 塑件体积及品质的计算：.63.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算.73.3 选取注塑机.73.4 注塑机及工艺参数的校核.73.4.1 锁模力的校核.73.4.2 注射量的校核.73.4.3 最大注射压力校核.84 分型面的确定.94.1 分型面的设计原则.94.2 分型面类型的选择及确定.95 浇注系统的设计.115.1 浇注系统设计的原则.115.2. 主流道的设计.125.2.1 主流道的设计要点.125.2.2 主流道浇口套的形式.135.2.3 主流道尺寸的确定.135.3 冷料穴的设计.145.4 分流道的设计.145.4.1 分流道剪切速率的校核.155.5 浇口的设计.166 成型零部件的结构设计.186.1 凹模的的结构设计.186.2 凸模的结构设计.186.3 成型零件工作尺寸计算.196.3.1 影响工作尺寸的因素：.196.3.2 零件工作尺寸的计算.207 侧向抽芯机构设计.227.1 抽芯距的计算：.227.2 侧向抽芯机构的设计.227.2.1 斜导柱的设计.237.2.2 斜滑块的设计.248 模架的选择.258.1 主要参数如下：.258.2 模具尺寸校核.269 导向机构的设计.279.1 导柱导向机构的作用.279.2 导柱导套的设计原则.279.3 导柱导套材料选择.2710 推出机构的设计.2810.1 推件力的计算.2911 冷却系统的设计.3011.1 冷却系统的开设原则.3011.2 确定冷却水道直径.3112 模具排气槽的设计.3213 零件的加工工艺.3313.1 动模型芯制造工艺过程：.3313.2 凸模（定模部分）加工工艺过程：.3414 模具加工工艺流程：.35参考文献：.36设计体会：.37致谢.380引引言言我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型及制品后加工，塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要组成部分。1、塑料制品量大、面广塑料制品本身有许多诸如质量轻、绝缘、耐腐蚀等优点;塑料有多种成型方法，可以用注射、挤出、热成型和压延等方法高效地生产各品。所以在国民经济的各行各业，大量的使用塑料制品。2、塑料工业在国民经济中的地位塑料工业已成为当今全世界增长最快的工业门类。我国塑料制品工业发展于 20 世纪 50 年代后期，主要用于日常用品（如塑料鞋、日用塑料膜）。进入 20 世纪 70 年代以来，塑料的应用已涉及国民经济和人民生活中的各个方面。目前，我国的地覆、棚膜的覆盖面积已位居全球之首。3、塑料成型工艺及模具技术的发展塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展。具体表现在以下几个方面:（1）塑料成型理论研究的进展；（2）新的成型方法不断涌现；（3）塑件更趋向精密化、微型化及超大型化；（4）开发出新型模具材料；（5）模具表面强化热处理新技术应用；（6）模具 CAD/CAM/CAE 技术发展迅速；（7）模具大量采用标准化。本说明书为机械类塑料模注射模具设计说明书，是根据塑料模具设计手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：引言、毕业设计任务书，毕业设计指导书，毕业设计说明书，毕业设计体会，参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到有唐田秋老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致意。11 塑件的分析及塑料的成型工艺性能1.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS 塑料是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料，是丙烯、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，所以其有三种组元的综合性能。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。且具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性。1.1.1 性能特点1）ABS 粒料表面极易吸湿，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此成型前必须进行干燥处理。2） ABS 比热比聚烯烃低，在注射机料筒中能很快加热，因而塑化效率高。在模具中凝固也比聚烯烃快，故模塑周期短。3）ABS 树脂的表观粘度强烈地依赖与剪切速率，因此模具设计中都采用点浇口形式。4）ABS 树脂为非结晶形高聚物，所以成型收缩率小。5）ABS 树脂熔融温度较低，熔融温度范围宽，流动性有利于成型，其缺点是耐热性不高，耐低温性不好，而且不耐燃，不透明、耐候性不好，特别是耐紫外线性能不好。6）ABS 的主要技术指标：密度：1.02105 g/ cm 比热容：12551674 Jkg-1K-1屈服强度：50 MPa 抗拉强度： 38 MPa断裂伸长率：38% 拉伸弹性模量： 1.8 GPa抗弯强度：80 MPa 弯曲弹性模量：1.4 GPa抗压强度：53 MPa 抗剪强度：24 MPa导热系数：13.831.2 线膨胀系数：5.88.61.1.2 成型工艺分析1）该塑件尺寸较小，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其它尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结2合其材料性能和设计任务要求，公差等级选取 MT3 级。为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。2）塑件的工艺参数：由塑料模具设计与制作教程P1617 查表 122 得到 ABS 的工艺参数如下：收缩率： 0.4%0.7%（本设计取 5.5%）预热温度： 80 0C85 0C 时间： 2 h3 h前段： 1500C 170 0C料筒温度中段： 1650C 180 0C 后段： 170 0C180 0C 模具温度： 50 0C80 0C 注射压力： 60 MPa100 Mpa 注射时间： 20 S90 S 成型时间冷却时间： 20 S120 S 总周期： 50 S220 S螺杆转速： 30 r/min 适用注射机类型：螺杆、柱塞均可方法：红外线灯、鼓风烘箱后处理温度： 70 0C 时间： 24h模具温度： 25-70 融化温度： 210-280 成型温度： 200-240 32 初步确定型腔数目2.1 型腔数数目常用方法为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有以下：2.1.1 根据经济经济性确定型腔数数目根据总成型加工费用最小的原则，并忽略准备时间和试生产原材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。2.1.2 根据注射机的额额定锁锁模力确定型腔数数目当成型大型平板制件时，常用这种方法。设注射机的额定锁模力大小为F（N），型腔内塑料熔体的平均压力为 Pm,单个制品在分型面上的投影面积为A1，浇注系统在分型面上的投影面积为 A2，则：(nA1+A2)PmF （1） n （2）12APAPFmm2.1.3 根据制品精度确定型腔数数目根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低 4%,高模具中的型腔数目为 n,制品的基本尺寸为 L，塑件尺寸公差为,单型腔模具注塑模具生产时可能性产生的尺寸误差为(不同的材料，有不同的值，如：%ss聚甲醛为0.2%,尼龙 66 为0.3% ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS 等非结晶型塑料为0.05%),则有塑件尺寸精度的表达式为： L%+ （n-1）L% 4% （3）ss简化后可得型腔数目为：n （4）242500Ls对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故通常推荐型腔数目不超过 4 个。4.1.4 根据注射机的额额定最大注射量确定型腔数数目设注射机的最大注射量 G（g），单个制品的质量为 W1（g），浇注系统的质4量为 W2（g），则型腔数目 n 为： n （5）128 . 0WWG 根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1 模 2 腔的结构，如下图所示：图 1 型腔数目及排列53 注塑机的选取及校核3.1 塑件体积及品质的计算：通过 PROE 建模分析，如下图所示：图 2 塑件三维质量属性分析由上图可得出：塑件体积 (取 ABS 密度为 =1.05 g/ cm )311 . 1 cmV 3 塑件品质 m = =1.1cm 1.05=1.2g 11V3流道凝料的品质 m2 还是个未知数，可按塑件的 0.3 倍来计算，从上述分析中确定设计为一模两腔，所以注射量为： m=1.3nm =1.321.2= 3.12g (6)1 V= m=3.121.05=2.97 cm (7)33.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及锁模力的计算流道凝料在分型面上的投影面积为 A2,模具设计前是个未知值，根据多型6腔模的统计分析,A2 是每个塑件在分型面上的投影面积的 0.20.5 倍，因此可以用 0.2 倍来计算A=nA1+A2=1.2A 1=1.2R=1.23.14(12.7-5) =513.54mm (8)模具所需的锁模力: F=A=513.5435 = 17973.9 N=17.97 KN (9)型P取 35MPa,见塑料模具设计指导表 2-2。型P3.3 选取注塑机根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选国产系列SZ60/40 型注射机，其主要技术参数如下表所示：理论注射容量（cm） 60螺杆（柱塞）直径（mm） 30注射压力（Mpa） 150螺杆转速（r/min） 0200锁模力（KN） 630移模行程（mm） 180260最大模具厚度（mm） 280最小模具厚度（mm） 160喷嘴球半径（mm） SR15 喷嘴口直径（mm） 3.53.4 注塑机及工艺参数的校核3.4.1 锁模力的校核由前面的计算可得：F=17.97 KN 630 KN，符合要求。3.4.2 注射量的校核注塑量以容积表示，最大的注塑容积为： =aV=0.860= 48 cm (10) maxV-模具型腔和流道的在注射压力下所能注射的最大容积maxVa -注射系数，无定型塑料取 0.85，结晶型取 0.75，此处取 0.8 V -指定型号的注塑机注射容量，该机取 60 cm 由 =48 cm可知，符合要求。实VmaxV73.4.3 最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为该注射机的最大注射压力= 150 MpamaxP而最大注射压力应该大于注射成型时所需条用的注射压力=(70100) Mpa0PK=1.4(70100) Mpa，所以，符合要求。maxP0P式中 K-安全系数，取 1.4-实际生产中，该塑件成型时所需注塑压力为(70100) Mpa。0P其它安装尺寸及开模行程校核待设计完成后进行。84 分型面的确定 4.1 分型面的设计原则分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。分型面的设计原则为：（1）便于塑件脱模； a 在开模时尽量使塑件留在动模内b 应有利于侧面分型和抽芯c 应合理安排塑件在型腔中的方位（2）考虑和保证塑件的外观不遭损坏；（3）尽力保证塑件尺寸的精度要求；（4）有利于排气；（5）尽量使模具加工方便；（6）有利于嵌件的安装；（7）有利于预防飞边和溢料的的产生；（8）有利于模具结构的简化。4.2 分型面类型的选择及确定分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面.一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以与合模方向平行或倾斜.可分为以下几种：（1）单分型面注射模单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件。（2）双分型面注射模双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，我们接触到的大致有以下几种：9a 定距板式双分型面注射模；b 定距拉式双分型面注射模；c 定距导柱式双分型面注射模；d 拉钩式双分型面注射模；e 摆钩式双分型面注射模；f 尼龙拉钩式双分型面注射模；本塑件属于较薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模和精度要求角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。综合以上因素，分型面如图所示: 图 3 分型面的设计105 浇注系统的设计5.1 浇注系统设计的原则所谓注射模的浇注系统，是塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通道。其主要作用是使塑料熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。浇注系统设计应尽量使浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。具体设计原则为：（1）重点考虑型腔布局。（2）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应尽可能短，截面尺寸应尽可能弯折尽量少，表面粗糙度要低。（3）均衡进料，即分流道尽可能采用平衡式布置。（4）塑料耗量要少，满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料耗量。（5）消除冷料，浇注系统应能收集温度较低的“冷料” 。（6）排气良好。（7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力。（8）保证塑件外观质量。（9）较高的生产效率。该电筒筒头的注塑模具采用普通流道浇注系统，它包括：主流道、分流道、冷料井、浇口。为了满足塑件质量要求, 进料浇口开设在塑件的侧面。为了降低塑料熔体的压力和减少热量损失,流道应尽量短,同时为方便塑件的脱模, 应使开模时塑件滞留于动模一侧, 然后借助开模力和齿轮传动装置将塑件推出。因为塑件的体积较小，对称度高，为使塑料熔体平稳均匀注满型腔，同时降低11塑件的内应力，减少塑件变形，保证塑件的外观质量，本设计采用薄片式测浇口。图 4 浇注系统示意图5.2. 主流道的设计5.2.1 主流道的设计要点主流道是连接注射机喷嘴与公流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴在线，断面为圆形，带有一定的锥度。其设计要点如下：（1）为了防止浇口套与注射机喷嘴对接处溢料，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，其球面半径应比注射机喷嘴头球面半径大 12mm，主流道小端直径应比注射机喷嘴直径大 0.51mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。（2）为了减小对塑料熔体的阻力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到 Ra0.8m。12（3）主流道的圆锥角大小应适当，通常取 =24，对流动性差的塑料可取 3-6 （4）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，过长则可能会影响容体的顺利充型。5.2.2 主流道浇口套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如：T10A 等，热处理淬火表面硬度为 5357HRC。本模具主流道衬套与定位圈设计为分体式，其中定位圈如下图所示：图 5 定位圈结构示意图5.2.3 主流道尺寸的确定（1）主流道小端直径13d=注射机喷嘴直径+(0.51) mm (11) =3.5+(0.51) mm 取d =4 mm（2）主流道球面半径SR=15+(12) mm 取SR=16mm (12)（3）球面配合高度 h=(35) mm 取h=3 mm (13) （4）主流道长度L，根据模架及该模具的结构，取L=68mm（5）主流道大端直径 D=d +2Ltg（/2）取 =4 (14) =5.25mm 5.3 冷料穴的设计冷料穴位于主流道的正对面的动范本上，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存冷料，另一种除储存冷料外还兼有拉出流道凝料作用，此处应用后者。在分流道的末端，冷料穴的长度通常为流道直径的 1.52 倍，该模具属于中小型模具，故冷料穴长度取流道直径的 1.6 倍，即 8.0mm。在主流道对面采用冷料井底部带推料杆的冷料井，推杆为带 Z 型头拉料钩，其侧凹可以将主流道凝料钩住，分模时即可将凝料从主流道中拉出。拉料杆的根部固定在推出板上，在推出制件时，冷料也一同被推出，取产品时向拉料钩的侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一道取下。其结构尺寸如下：Z 头高 3/4d，其中 d=D+（0.51） (15) d=4+（0.51）=5mmZ 头底部自分流道距离为 5/4d，如下图所示：图 6 冷料穴示意图5.4 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向14作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的设计原则如下：1）塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。2）分流道的固化时间应稍后与制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。3）保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔。4）分流道的长度应尽可能短，其容积要小，同时要便于加工及刀具选择。分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U 形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为 4mm。分流道选用圆形截面，直径为 4mm，流道表面粗糙度，如下图所示：1.6aRm图 7 分流道示意图 5.4.1 分流道剪切速率的校核分流道凝料体积：=LA=2503.144=1.256 cm (16) 分V分分分流道横截面积：A=3.14r =3.144=12.56 mm (17) 分22由塑料模具设计指导表 2-3 注射机公称注射量与注射时间的关系可得注射时间 t=1.0S。分流道体积流量：q 分=（）/t=cm3/s = 1.19 cm3/s (18)2VV塑分0 . 121 . 1256. 1由经验公式可知：剪切速率: 15 = (19)分333214. 31019. 13 . 33 . 3分分Rq1310527. 0s该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 5102-5103 S-1之间，所以成型的塑件质量会较好。5.5 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统最关键的部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的主要作用：（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；（2）易于切除浇口尾料；（3）对于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。注射模的浇口结构形式较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口，按浇口的形状可分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式浇口；按浇口的特性可分为点浇式浇口、护耳浇口；按浇口所在的位置可分为中心浇口和侧浇口等。根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷。浇口开设的位置对制品的质量也有影响，在确定浇口位置时，应注意以下几点：（1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。（2）浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。（3）浇口位置选择有利于型腔中气体的排除。（4）浇口位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。（5）浇口应设在不影响制品外观的部位。（6）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。本设计采用薄片式侧浇口，该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，直接从侧壁进料，塑料熔体流过薄片式浇口时，以较低的流速，呈平行状态，平稳均匀地注入型腔，降低了塑件的内应力，减16少了变形，且这类浇口一般开在分型面上，具矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。具体有以下优点:1）浇口设在分型面上，而且浇口横截面形状简单，容易加工，并能随时调整浇口尺寸，而且尺寸精度容易保证。2）试模时如发现不当，容易及时修改，易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。3）能相对独立地控制填充速度及封闭时间；4）对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。5）侧浇口横截面积通常较小，熔体注入型腔前受到挤压和剪切而再次加热，改善流动状态，便于成型。6）适用于一模多腔的模具，提高注射效率。根据上述要求本设计的浇口如下图：图 8 浇口示意图176 成型零部件的结构设计塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间被称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐摩性和较低的表面粗糙度。同时还应考虑零件的加工性和模具的制造成本。本设计型腔钢材选用 P20，使用数控精雕及电火花加工成型，型芯钢材选用 P20，使用数控精雕及电火花加工成型。6.1 凹模的的结构设计凹模又称阴模，是成型塑件外轮廓的零件。凹模有整体结构式和组合式。（1）整体式凹模：由整块金属材料直接加工而成，这种形式的结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件品质较好。但当塑件形状复杂时，采用一般机械加工方法制造型腔比较困难。因此它适用于形状简单的塑件。（2）组合式凹模：对于形状复杂的塑件或难于机械加工的整体式凹模，为了节省贵金属，便于型腔加工，减少热处理，通常采用组合式凹模。亦可以分为：整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、大面积镶嵌式凹模、四壁拼合式凹模。本塑件尺寸较小，外形有环槽，比较复杂，需要进行侧向抽芯，根据设计的实际情况由滑块和其它小型芯等零件组合形成凹模型腔。6.2 凸模的结构设计凸模，即型芯，是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式。（1）整体式凸模：当塑件的内形比较简单，深度不大时，可采用整体式凸模，其结构牢固，成型塑件的质量好，但机械加工不便，钢材耗量较大，适用于小型凸模。18（2）组合式凸模：当塑件的内形比较复杂而不便于机械加工时，或形状虽不复杂，但为了节省贵金属，减少加工量，通常采用组合式凸模。固定板和凸模可分别采用不同的材料制造和热处理，然后再连接成一体，这种结构形式适用于大型凸模。电筒筒头内部精度要求不高，尺寸较小，且有内螺纹，为保证凸模结构牢固稳定，本设计采用整体式凸模的结构设计。如下图所示：图 9 凸模型芯6.3 成型零件工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸，通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括零件的长和宽）、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸计算主要是凹模和凸模的尺寸计算。6.3.1 影响工作尺寸的因素：1）塑料的成型收缩：成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。s=(Smax-Smin)制品尺寸s 成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分别是制品的最大收缩率和制品的最小收缩率。 2）成型零部件的模具制造偏差：工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和装配偏差。加工偏差就是模具在制造过程中所产生的尺寸偏差，装配偏差主要是模具在分型面上的合模间隙以及组合模具的配合偏差。3）成型零部件的磨损：成型零部件的摩损相对于精度要求不高的大型零部件来说，可以不考虑，但对于精度要求较高的小型零部件，就必须要对其进行考虑。本产品为 ABS 制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和19最小值分别取 0.3%和 0.8。平均收缩率为 0.55%,此产品采用 3 级精度，属s于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数 x 取值可在 0.50.8 的范围之间.塑件的公差值由塑料成型工艺及模具简明手册表 2-17 可查得塑件基本尺寸各范围塑件公差值的取值:基本尺寸：的取值： 610 mm 0.1 1014mm 0.12 1418mm 0.12 1824mm 0.146.3.2 零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率，平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是极限收缩率，极限制造公差和极限磨损量进行计算，前一种方法简单方便，后一种比较复杂，本设计采用平均值法进行计算，计算公式参见塑料成型工艺及模具设计表 415。1 型腔尺寸计算1）型腔径向尺寸的计算： (19) ZMSLL0431 040. 00312. 000168.1212. 0430055. 017 .12431ZMSLL040. 00312. 000256.1212. 0430055. 016 .12431ZMSLL2)型腔深度尺寸的计算：与公式 19 类似，可得： 047. 00314. 0001182.2014. 0320055. 018 .20321ZMSHH040. 00312. 0002278.1012. 0320055. 018 .10321ZMSHH 033. 0031 . 0001395. 21 . 0320055. 013321ZMSHH033. 0031 . 0002497. 61 . 0320055. 017321ZMSHH2 凸模型芯尺寸计算：1）凸模型芯径向尺寸计算：（动模部分）0033. 0031 . 00110. 51 . 0430055. 015431ZMSLL20 0040. 00312. 00280.1112. 0430055. 0165.11431ZMSLL2）凸模型芯高度尺寸计算：（动模部分） 0040. 00312. 001145.1312. 0320055. 013 .13321ZMSHH0033. 0031 . 002239. 51 . 0320055. 013 . 5321ZMSHH2）螺纹型芯小径： 0024. 00312. 00115 .1012. 0320055. 013 .101中SddM4) 凸模型芯径向尺寸计算：（定模部分） 0033. 0031 . 00110. 51 . 0430055. 015431ZMSLL5 凸模型芯高度尺寸计算：（定模部分） 0033. 0031 . 001111. 71 . 0320055. 017321ZMSHH上式中：- 径向尺寸（mm）ML- 深度尺寸MH-螺纹小径1d - 塑件公差，具体取值参见塑料成型工艺及模具简明手册表 2-17。-塑料平均收缩率，此处取 0.55%。S-模具制造公差，此处取。Z31217 侧向抽芯机构设计7.1 抽芯距的计算：将侧型芯从成型位置上抽至不妨碍塑件的脱模位置所移动的距离，成为抽芯距。在一般情况下，侧向抽芯距通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大 23mm (20) 321 SS 式中 S抽芯距，mm； S1 取出塑件最小尺寸或塑件侧孔的深度、凸台高度，mm；得： S=1.41+3.59=5mm7.2 侧向抽芯机构的设计在注射模的设计中，当塑件上具有与开模方向不一致的孔或侧壁有凹凸形状时，除少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构，在塑件脱模前一般都要侧向分型和抽芯才能取出塑件，完成侧向活动抽芯的抽出和复位的这种机构就是侧向抽芯机构，侧向抽芯常常装在滑块上。斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助开模力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。其结构如下图所示，瓣合模滑块装在 T型导滑槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。斜导柱固定部分与模板的配合精度为 H7/m6 的过渡配合。斜导柱后侧滑快的斜孔中滑动时，有较大的侧向分力，所以相互的运动摩擦里较大，因此，斜导柱与侧滑快斜孔之间配合不能过于紧密，在实际中应有 0.20.3mm 的间隙，如果精度高的动配合在开模的瞬间主分型面和侧分型面几乎是同时分型的，这时由于禊块还在起锁紧作用，会引起侧抽芯的运动干扰。图中的限位挡钉和弹簧的作用是完成抽拔动作后对滑块起定位作用，使它22停留在与斜导柱脱离时的位置上，以便合模时斜导柱能准确进入斜孔驱动其复位，斜导柱的设计图如下：图 10 斜导柱分型抽芯机构示意图7.2.1 斜导柱的设计斜导柱的斜角一般为 1520，最大不得超过 25，本设计采用 15，斜导柱的尺寸如下图所示，材料采用优质钢材 T8A，淬火硬度 HRC5560。图 11 斜导柱1斜导柱的长度计算当滑块抽出的方向与开模方向垂直，斜导柱的长度计算公式如下：（21）158sincos254321ShtgdDLLLLLL23=15815sin515cos201521014tg =52.1 mm式中 L斜导柱的总长度，mm； D大端的直径，mm； S抽拔距，mm；d导滑段的直径，mm； h固定模板厚度，mm；斜导柱的倾斜度，15。本设计取： L=53mm7.2.2 斜滑块的设计斜滑块的设计原则：1)斜滑块的导向斜角可比斜导柱的大些，但也不大于 30,一般取 1025,斜滑块的推出长度必须小于导滑总长 L 的 2/3。2)斜滑块与导滑槽采用双面配合间隙配合。详见塑料制品成型及模具设计表 4-21。3)为保证斜滑块的分型面密合，成型时不致发生溢料，斜滑块底部与模套之间应留有 0.20.5mm 的间隙，同时斜滑块顶面应高出模套 0.20.5mm。在实际用中，为了便于加工和维修，多采用分体结构形式，本设计的侧滑块设计具体如下图所示: 图 12 侧滑块结构图 248 模架的选择注塑模模架国家标准有两个，即 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和 GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，根据所选设计的尺寸和设计的需要该设计采用香港龙记集团（LKM）标准模架，型号为：BI-1518-A35-B35-C40。8.1 主要参数如下：定模座板 180mm200mm,厚 20mm动模固定板 180mm200mm，厚 20mm动模板 150mm180mm，厚 35mm支撑板 150mm180mm，厚 30mm垫块 28mm180mm，厚 40mm推件板 100mm150mm，厚 30mm导柱直径 16mm 导套直径 25mm模具闭合高度 220mm模架结构图如下图所示： 2513 模架结构图8.2 模具尺寸校核 1）模具平面尺寸 200mm150mm360mm260mm，符合要求。2）模具高度尺寸 220mm，170mm220mm360mm，符合要求。3）模具厚度 H 与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离，查塑料成型工艺及模具设计公式 4-7 得下式： SH + H +（ 510 ）mm （22）12 式中 S-注射机最大开模行程，mm； H -推出距离（脱模聚居），mm；1 H -包括浇注系统在内的塑件高度，mm；2 S=15mm+74.1mm=89.1mm269 导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向，定位以及承爱一定的侧向压力。导向机构包括导柱导向和锥面定位两种，根据本塑件的实际情况，采用导柱导向机构。9.1 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。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。9.2 导柱导套的设计原则（1）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。（2）导柱的长度应比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。（3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度。（4）为了使导柱能顺利的进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。（5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不爱损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。（6）一般导柱滑动部分的配合形式按 H8/f8，导柱和导套固定部分配合按 H7/k6，导套外径的配合按 H6/k6。（7）除了动模、定模之间设导柱、导套外、，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。（8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准框架数据选取。9.3 导柱导套材料选择导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用碳素工具钢 T8A（经表面渗碳淬火处理），硬度为 5055HRC。导套用与导柱相同的材料制造导套，其硬度可略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。2710 推出机构的设计根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分，型芯在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推件板推出机构，推件板推出机构结构简单，推出平稳可靠，并且推出时不会在塑件上留下顶出痕迹，塑件底部装配后使用时不影响外观，设立四个弹簧平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。推出机构如下图所示：图 14 推出机构示意图由上图所示的推出机构可知，推件板推出塑件是在弹簧的弹力作用和齿轮带动螺纹型芯转动使塑件与型芯松动而共同实现的，而齿轮则通过模外机构驱动，查机械设计基础表 4-1 及 4-2 取模数 m=1.25, 齿数 z=25,分度圆直径d=30mm。模外驱动机构的齿条长度由经验公式可得： L=5303.14=47.1 cm （22）2810.1 推件力的计算对于本圆筒形塑件推件力的计算，由于塑件的内孔半径与壁厚之比b=r/t=5.825/1.0510,所以，视为壁厚圆筒塑件，同时，由于该塑件的内孔是通孔，所以脱模时不存在真空压力，参考塑料成型工艺及模具设计4-26可得: F= （23）21)1 ()tan(14. 32KKaafrESL =003. 1)08. 501 ()5 . 0tan45. 0(8 .360055. 01800825. 514. 32 =91.5 N其中 =2b /( （24）1K208. 5)5 . 0cos25 . 0cos2b=1+f （25）2K5 . 0cos5 . 0sin=1+ 0.45 =1.0035 . 0cos5 . 0sin式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（mm）；L -被包紧部分的深度（mm）hE-为拉伸弹性模量，ABS 取1800 MPa； -与钢的磨擦系数，一般取0.11.2，ABS取0.45f -脱模斜度；取0.5 S-为平均收缩率 a-塑料的松柏比2911 冷却系统的设计冷却系统的设计注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为 200300，而塑件固化后从模具中取出的温度为 6080以下，视塑料品种不同有很大差异。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机构调节冷却介质的温度。高温塑料熔体在模具型腔内凝固并释放热量，模具内存在着一个合适的温度分布，使制品的质量达到最佳。模具温度调节对制品质量的影响主要表现在以下几个方面：1）变形，模具温度稳定、冷却速度均衡可以减小制品的变形；2)尺寸精度，利用模具温度调节系统保持模具温度的恒定，能减小制品成形收缩率的波动，提高制品尺寸精度的稳定性；3）力学性能，从减小制品应力开裂的角度出发，降低模温是有利的；4）表面质量，提高模具温度能够改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的融接痕，导致制品表面粗糙度过大。11.1 冷却系统的开设原则（1）当模具仅设一个入水界面和一个出水接口时，应将冷却管道进行串联连接。（2）采用多而细的冷却管道，比采用独根大冷却管道好，因为多而细的冷却管道扩大了模温调节的范围。（3）在收缩率大的塑料制品模具中，应沿其收缩方向设置冷却回路。（4）普通模具的冷却水应采用常温下的水，通过调节水的流量来调节模具温度。（5）合理地确定冷却管道的中心距以及冷却管道与型腔壁的距离，一般为冷却管道直径 d 的(12)倍,管道与管道间的距离一般为(2.54)d。（6）尽可能使所有的冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。（7）应加强浇口处的冷却。（8）应避免将冷却管道开设在制品熔合纹的部位。（9）注意水管的密封问题。（10）进、出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，为了不影响操场作，通常应将进、出口水管接头设在注射机背面的模具一侧。30冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多，b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位；由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积。11.2 确定冷却水道直径由塑料成型工艺及模具设计表 4-35 可查得 ABS 的单位流量为 310-400，依据塑件体积可知所需的冷却水管直径较小，设计冷却水道直径 6mmkgkJ /符合要求。冷却水道示意图如下：图 15 冷却水道循环回路3112 模具排气槽的设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的质量带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件不大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推板与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取 0.04。3213 零件的加工工艺13.1 动模型芯制造工艺过程：动模型芯是主要的工作零件，这套模具的生产批量为大批量，因此选用的材料要具有良好

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