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老板椅底支架注塑模具设计【6张CAD图纸+WORD毕业论文】【注塑模具类】

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关键词：: 老板支架注塑模具设计 cad 图纸 word 毕业论文模具

资源描述：

支架注塑模具设计

【摘要】注塑模的结构是由塑料制品结构、注塑机种类与规格所决定的。本文分析了面盖的结构工艺特点，根据注射成型工艺、注塑模具设计、模具制造等理论知识及要求，结合生产实习的综合性知识，工艺特点及功能、技术要求，参考现有的注塑模具设计资料，完成了对面盖注塑模具的方案设计。通过设计计算，完成了注塑机型号的选用与校核，分型面和行腔数目的确定，完成了浇注系统、冷却装置、脱模机构等注塑模总体结构和部件的设计。

利用Autocad绘制出注塑模具的总装配图和部分零件图，最后，利用UG软件完成了注塑模具的零件造型。

【关键词】支架，注塑机，分型面，浇注系统

Frame injection mold design

【 Abstract 】injection mold structure is formed by plastic injection molding machine structure, types and specifications of the decision. This paper analyses the surface cover structure technology characteristics, according to the injection molding process, mold design, mold manufacturing and other theoretical knowledge and requirements, combined with the production practice of integrated knowledge, process characteristics and function, technical requirements, with reference to the existing injection mold design, completed the cap injection mold design. Through design calculation, completion of the injection machine type selection and check, the parting surface and cavity number determination, completed the pouring system, cooling device, demoulding mechanism such as injection mold the overall structure and components of the design.

The use of Autocad drawing for injection mold assembly drawing and parts drawing, finally, use UG software to complete the injection mold parts modeling.

【Key words 】bracket, injection molding machine, the parting surface, gating system

1 绪论1

1.1课题的背景及意义1

1.2注塑模具工业发展的概况及应用现状1

1.3注塑模在国内外的研究现状和发展趋势1

1.4本设计的主要任务2

2注塑工艺分析[12][13]3

2.1塑件工艺分析3

2.2化学和物理特性3

2.3注塑模工艺4

3注射机的选择与校核7

3.1注射机型号初选7

3.2注射机参数的校核7

4型腔布局与分型面的设计8

4.1型腔数目及布局的确定8

4.2分型面的设计8

5浇注系统的设计9

5.1主流道的设计9

5.2分流道的设计9

5.3浇口的设计10

5.4排气的设计10

5.5冷料穴的设计11

6成型零件的设计12

6.1成型零件工作尺寸计算12

6.2型腔壁厚与支撑板厚度的计算15

7冷却装置设计17

7.1冷却计算17

8合模导向机构的设计20

9脱模机构的设计21

10模架的选择23

11总装图说明24

结论25

参考文献26

致谢27

1 绪论

1.1课题的背景及意义

注塑模具设计是注塑生产准备工作的基础，是注塑生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。注塑设计水平标志着注塑生产工艺的先进性、合理性以及生产成本的经济性，它在很大程度上反映了生产技术水平。注塑件的质量、生产效率以及生产成本等，与注塑模具设计和制造有直接关系[1]。

支架注塑模具设计，课题来源于生产实际。选择这个课题，希望运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决注塑模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零件设计等问题，提高结构设计的能力。

1.2注塑模具工业发展的概况及应用现状

塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在10年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用[2]。塑料制品成型方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型，世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数以上是注塑模具[3]。

1.3注塑模在国内外的研究现状和发展趋势

我国模具近年来发展很快。2005年中国模具工业产值达到610亿元，增长率保持在25％的高水平，行业的生产能力约占世界总量的10％，仅次于日本、美国而位列世界第三[4]。除了国有专业模具厂外，广东的中外合资和外商独资模具企业现有几千家，乡镇企业也快速崛起；江苏昆山建成了模具工业群；浙江黄岩被誉为“模具之乡”。中国模具的“珠江三角洲、长江三角洲、以成都和重庆为代表的西部模具”三足鼎立局面已经基本形成。自产自用模具不再占主导地位，商品化模具已经达到50%左右，国内生产的低档模具供大于求，而精密、大型、复杂、长寿命的模具，依赖进口的状况也得到改善，中高档模具的国内市场占有率已经达到约60%。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，中高档模具进口比例为40%[5]。

目前，国内模具市场不断扩大，国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显。展望未来，国际、国内模具市场总体发展前景美好。我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期[6]。

近年来, 中国模具工业的现状大致可以从以下两个方面来讲：（1）模具的产值与出口量增长明显。从整体情况来看，我国已经步入模具工业大国之列，但是距模具强国还有相当差距。（2）模具制造水平不断提高。近几年，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的、技术含量较高的中高档模具的比重进一步提高，现在中高档模具所占比重已经达到35％以上[7]。

高新技术在欧美模具企业得到广泛的应用,欧美许多模具企业的生产技术水平,在国际上是一溜的.将高新技术水平应用与模具的设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证[8]。

国外先进工业国家在模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD/CAM技术,开发新品速度快、精度高,质量较有保证。[9]大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点, 在材料上则使用了耐磨、耐热、塑料、含油粉末冶金等材料,进一步提高了模具的性能。一些工业发达国家的模具企业应用CAD技术已从二维设计发展到三维设计，而且三维设计已达70%以上[10]。

总观世界模具的发展情况，模具工业越来越走向成熟，但科技创新的脚步依然大步前进，依靠科学技术的力量模具发展还有很大的空间。

模具技术未来发展趋势主要是向信息化～高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用。并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD/CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展。并提高模具CAD/CAM系统专用化程度[11]。

1.4本设计的主要任务

根据注射成型工艺、注塑模具设计、模具制造等理论知识及要求，结合生产实习的综合性知识，参考现有的注塑模具设计资料，结合工艺特点及功能、技术要求完成杯盖注塑模具的设计。即通过系统的设计计算确定模具的分型面、型腔布局、浇注系统及加热与冷却系统等，并完成总装配图及零件图的设计。

利用Autocad画出模具的二维零件图、总装配图，再利用UG软件画出模具的三维零件图。

QQ截图20150602095430.gif

塑件三维图1.jpg

装配图——A0.jpg

定模板——A1.jpg

动模板——A1.jpg

型芯——A3.jpg

内容简介：: 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）中文摘要支架注塑模具设计【摘要】注塑模的结构是由塑料制品结构、注塑机种类与规格所决定的。本文分析了面盖的结构工艺特点，根据注射成型工艺、注塑模具设计、模具制造等理论知识及要求，结合生产实习的综合性知识，工艺特点及功能、技术要求，参考现有的注塑模具设计资料，完成了对面盖注塑模具的方案设计。通过设计计算，完成了注塑机型号的选用与校核，分型面和行腔数目的确定，完成了浇注系统、冷却装置、脱模机构等注塑模总体结构和部件的设计。利用Autocad绘制出注塑模具的总装配图和部分零件图，最后，利用UG软件完成了注塑模具的零件造型。【关键词】支架，注塑机，分型面，浇注系统IV浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）英文摘要Frame injection mold design【 Abstract 】injection mold structure is formed by plastic injection molding machine structure, types and specifications of the decision. This paper analyses the surface cover structure technology characteristics, according to the injection molding process, mold design, mold manufacturing and other theoretical knowledge and requirements, combined with the production practice of integrated knowledge, process characteristics and function, technical requirements, with reference to the existing injection mold design, completed the cap injection mold design. Through design calculation, completion of the injection machine type selection and check, the parting surface and cavity number determination, completed the pouring system, cooling device, demoulding mechanism such as injection mold the overall structure and components of the design.The use of Autocad drawing for injection mold assembly drawing and parts drawing, finally, use UG software to complete the injection mold parts modeling.【Key words 】bracket, injection molding machine, the parting surface, gating system浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）目录目录1 绪论11.1课题的背景及意义11.2注塑模具工业发展的概况及应用现状11.3注塑模在国内外的研究现状和发展趋势11.4本设计的主要任务22注塑工艺分析121332.1塑件工艺分析32.2化学和物理特性32.3注塑模工艺43注射机的选择与校核73.1注射机型号初选73.2注射机参数的校核74型腔布局与分型面的设计84.1型腔数目及布局的确定84.2分型面的设计85浇注系统的设计95.1主流道的设计95.2分流道的设计95.3浇口的设计105.4排气的设计105.5冷料穴的设计116成型零件的设计126.1成型零件工作尺寸计算126.2型腔壁厚与支撑板厚度的计算157冷却装置设计177.1冷却计算178合模导向机构的设计209脱模机构的设计2110模架的选择2311总装图说明24结论25参考文献26致谢27浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）表目录浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 1 绪论1.1课题的背景及意义注塑模具设计是注塑生产准备工作的基础，是注塑生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。注塑设计水平标志着注塑生产工艺的先进性、合理性以及生产成本的经济性，它在很大程度上反映了生产技术水平。注塑件的质量、生产效率以及生产成本等，与注塑模具设计和制造有直接关系1。支架注塑模具设计，课题来源于生产实际。选择这个课题，希望运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决注塑模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零件设计等问题，提高结构设计的能力。1.2注塑模具工业发展的概况及应用现状塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在10年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用2。塑料制品成型方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型，世界塑料模具市场中塑料成型模具产量中约半数以上是注塑模具3。1.3注塑模在国内外的研究现状和发展趋势我国模具近年来发展很快。2005年中国模具工业产值达到610亿元，增长率保持在25的高水平，行业的生产能力约占世界总量的10，仅次于日本、美国而位列世界第三4。除了国有专业模具厂外，广东的中外合资和外商独资模具企业现有几千家，乡镇企业也快速崛起；江苏昆山建成了模具工业群；浙江黄岩被誉为“模具之乡”。中国模具的“珠江三角洲、长江三角洲、以成都和重庆为代表的西部模具”三足鼎立局面已经基本形成。自产自用模具不再占主导地位，商品化模具已经达到50%左右，国内生产的低档模具供大于求，而精密、大型、复杂、长寿命的模具，依赖进口的状况也得到改善，中高档模具的国内市场占有率已经达到约60%。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，中高档模具进口比例为40%5。目前，国内模具市场不断扩大，国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具国际采购的趋向十分明显。展望未来，国际、国内模具市场总体发展前景美好。我国模具工业将会有一个继续高速发展的机遇期6。近年来, 中国模具工业的现状大致可以从以下两个方面来讲：（1）模具的产值与出口量增长明显。从整体情况来看，我国已经步入模具工业大国之列，但是距模具强国还有相当差距。（2）模具制造水平不断提高。近几年，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的、技术含量较高的中高档模具的比重进一步提高，现在中高档模具所占比重已经达到35以上7。高新技术在欧美模具企业得到广泛的应用,欧美许多模具企业的生产技术水平,在国际上是一溜的.将高新技术水平应用与模具的设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证8。国外先进工业国家在模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD/CAM技术,开发新品速度快、精度高,质量较有保证。9大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点, 在材料上则使用了耐磨、耐热、塑料、含油粉末冶金等材料,进一步提高了模具的性能。一些工业发达国家的模具企业应用CAD技术已从二维设计发展到三维设计，而且三维设计已达70%以上10。总观世界模具的发展情况，模具工业越来越走向成熟，但科技创新的脚步依然大步前进，依靠科学技术的力量模具发展还有很大的空间。模具技术未来发展趋势主要是向信息化高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用。并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD/CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展。并提高模具CAD/CAM系统专用化程度11。1.4本设计的主要任务根据注射成型工艺、注塑模具设计、模具制造等理论知识及要求，结合生产实习的综合性知识，参考现有的注塑模具设计资料，结合工艺特点及功能、技术要求完成杯盖注塑模具的设计。即通过系统的设计计算确定模具的分型面、型腔布局、浇注系统及加热与冷却系统等，并完成总装配图及零件图的设计。利用Autocad画出模具的二维零件图、总装配图，再利用UG软件画出模具的三维零件图。2注塑工艺分析12132.1塑件工艺分析（1）塑件结构尺寸分析图2.1为支架的三维图。从图中可以看出，该制件结构比较复杂，尺寸也比较繁多。壁厚约为2mm、2.5mm，注塑流动性较差。图2.1三维制件图（2）塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。该制件为外观件，要求外表美观无斑点、无熔接痕，表面粗糙度可取Ra1.6。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。（3）脱模斜度该塑件的壁厚约为2.0mm、2.5mm。脱模斜度的大小主要取决于塑件的收缩率,塑件的形状、壁厚及塑件的部位等因素。查表可知ABS的脱模斜度：型芯最小脱模斜度取50，型腔最小脱模斜度取1，塑件上的加强筋单边应有4的斜度。2.2化学和物理特性1.材料性能该零件选用的是ABS塑料，收缩率为0.5%。ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有极好的抗冲压强度，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、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。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70C左右，热变形温度为93C左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。主要用途：ABS广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。成型特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在6080C。2.3注塑模工艺ABS的注射工艺参数注射类型螺杆式螺杆转速（r/min）3060喷嘴形式直通式温度（）190200料筒温度前段（）200210中段（）210230后段（）180200模具温度（）5080注射压力（MPa）70120保压力（MPa）5070注射时间（S）35保压时间（S）1530冷却时间（S）1530成型周期（S）40703注射机的选择与校核3.1注射机型号初选利用三维模型，经UG软件分析得塑件体积：V塑17.9123828cm3塑件质量：m塑V塑1.0417.9123828=18.628878g 制品的正面投影面积：S27.783cm2根据以上分析，初步定注射机为上海第一塑料机厂SZ-125/630型卧式注塑机，注射容量为140，注射压力为126MPa，合模力为1200KN，注射方式为螺杆式，喷嘴球半径R为16mm，喷嘴口直径为3.5mm。3.2注射机参数的校核（1）注射量的校核注射模内的塑件及浇注系统凝料的总熔量应在注射机额定注射量的80%以内，即（3.1）式中: 单个塑件的容积（）或质量（）； n 模具的型腔数目；注射机额定注射量（或）；注射系统和飞边所需塑料的容积（）或质量（）。据经验，流动性好的塑料浇注系统和飞边凝料的容积或体积为塑件的15%20%，因为塑料为流动性好的塑料，则计为塑件的20%。则27.7832+27.783（1-20%）=77.792140（），符合要求。（2）锁模力的校核注射模从分型胀开的力（锁模力）应小于注射机额定的锁模力，即（3.2）式中 F 注射机额定锁模力（含模力）（N）；、分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（）塑料熔体在模腔内的平均压力（Mp），通常模腔压力为2040（Mp）；n 模具的型腔数目。则210630（227.783+4.85）=0.18106（N），符合要求。（3）注射压力的校核注射机最大压力应大于塑件成型所需的压力，即（3.3）式中注射机最大注射压力（Mp）；塑件成型所需的压力（Mp），PP塑料注射压力查表得70100 Mp。则126 100（Mp），符合要求。4型腔布局与分型面的设计4.1型腔数目及布局的确定型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n ，即 n （4.1）式中 F注射机额定锁模力（N）；P型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）；A1、A2分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）。则根据上述公式估算，，采用一模二腔。因为该模具为一模二腔，则型腔就置于模具中间。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、排气效果的影响。本模具的分型面为工件的中间平面。5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：（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）主流道如端凹坑球面半径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80mm为佳，不过该制件形状特殊，长度较长。（5）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用T8A，热处理淬火后硬度5357HRC。本设计采用的用垂直式主流道。本模具采用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的设计要点为：（1）定位圈安装在定模座板上，一般为台阶结构、固定一定要牢固。（2）定位圈突出定模座板部分的径向名义尺寸应与注射机固定板定位孔的径向义尺寸相同，两者设计成H9/f9配合形式。（3）定位圈高出定位板高度为：H = H -（12）（mm），定位圈直径为100mm5.2分流道的设计为了方便加工以及凝料脱落，分流道多数设在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形或矩形，圆形截面分流道比表面积小，热量散失小，阻力小，所以选用圆形截面分流道，如图5.1所示。图5.1分流道结构图分流道要尽可能短，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。分流道的截面尺寸根据制品所用塑料的品种、重量、壁厚由经验曲线查得D=4mm。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，因为分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很高，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。分流道在分型面上的布置有多种不同的形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。5.3浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口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。它是流道系统和型腔之间的通道,本模具采用推切式潜浇口。推切式潜浇口能使物料更均匀地注入模腔，因此它通常用于平面度要求很高和不能有流线痕的工件。它还使产生浇口皱纹或工件翘曲的可能性减到最低限度。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。（3）必须尽量减少熔接痕。（4）应有利于型腔中气体排出。（5）避免产生喷射和蠕动。（6）浇口处避免弯曲和受冲击载荷。（7）注意对外观质量的影响。5.4排气的设计适当地开设排气槽；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，此模利用模具零部件的配合间隙及分型面自然排气。热固性材料的排气比热塑性材料更为重要。首先在浇口前面的分流道都应排气。排气槽宽度应等于分流道宽度，高度为0.12mm。模腔的四周都应排气，各排气槽应相隔25mm，宽度为6.5mm，高度为0.0750.16mm，视物料流动世而定。5.5冷料穴的设计冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件的质量。冷料穴常设在主流道的末端，即主流道正对面的动模上，直径稍大于主流道大段直径，以利冷料的流入。6 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，包括凹模、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：（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，本模具收缩率为1.6%。（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。因该制件形状复杂，工作尺寸太多。此处就列出几个关键的尺寸。（1）凹模径向尺寸计算根据公式：DM = （6.1）式中DM形腔孔尺寸；塑件轴尺寸； S 塑件收缩率；塑件公差值；成型孔制件公差，一般取塑件公差的1/31/4。D1M = = =48.23D2M = =114.06（2）凹模高度尺寸计算根据公式： HM = （6.2）式中HM型腔深度尺寸；塑件高度尺寸；S 塑件收缩率；塑件高度尺寸公差；形腔制造公差，一般取塑件高度公差的1/31/4。H1M = = 9.02H2M =6.69（3）凸模径向尺寸计算根据公式： = （6.3）式中型芯基本尺寸；塑件孔的基本尺寸； S 塑件收缩率；塑件孔公差值；模具型芯公差值，一般取塑件公差值的1/31/4。d1m = = = d2m = = = （4）凸模高度尺寸计算根据公式： m = （6.4）式中 m型芯成型部位高度尺寸；塑件孔深度尺寸；S塑件收缩率；塑件孔深度尺寸公差值；型芯高度公差值，一般取塑件孔深度公差的1/31/4。1m= = = 16.652m = = 8.166.2型腔壁厚与支撑板厚度的计算（1）型腔壁厚度的计算根据公式： mm （6.5）S型腔的侧壁厚度，mm；P型腔内单位平均压力，MPa；h型腔高度，mm；E型腔材料的弹性模量，MPa；型腔许用变形量，mm。（2）支撑板厚度的计算根据公式： mm （6.6）H支撑板的厚度（mm）；L支撑板在垫块之间的跨度（mm）；P预计型腔内压力（MPa）；L1型芯长（mm）； L2型芯宽度（mm）；B支撑板在L1方向的长度（=L1）（mm）；E钢材的弹性模量（MPa），一般中碳钢E=2.1*105MPa，合金结构钢（调质）E=2.2*105MPa；支撑板允许最大弯曲变形（mm）。7冷却装置设计不同种类的塑料在成型时对模具的温度要求不同，模温高低直接影响制品成型的质量和生产效率。一般要求模温在80以下时，应对模具进行冷却。ABS塑料对模温的要求为5565，则需设置冷却装置，以控制模温。则冷却水道设计原则：（1）冷却通道的布置应合理（2）当塑件壁厚基本均匀时，冷却通道与型腔表面距离最好相等。冷却水道孔边与型腔表面之间距离应大于10mm，常用1215mm。当塑件壁厚不均匀时，应在厚壁处加强冷却。冷却通道的分布与型腔轮廓相吻合。（3）塑料熔体在充填型腔过程中，一船在浇口附近温度较高，因而，应加强挠口附近的冷却，为此，冷却水应从浇口附近开始流向其他地方。（4）冷却通道应避免取近可能产生熔接痕的部位。（5）冷却回路的结构应便于加工和情理，其通道孔径般为812mm7.1冷却计算（1）计算循环周期充模时间（7.1）式中 s塑件的平均壁厚，mm；k塑件的热扩散系数，mm/s；熔体进入模腔时的温度，；模具的平均温度，；熔体停止流动，开始固化时的温度（一般情况，停止流动温度高于其热变形温度1030）；m熔体进入模具的质量，kg。则冷却时间查得 12.5(s)保压时间(s) （7.2）则注射循环周期（7.3） =1.1(2+12.5+3) =19.25(s)取循环周期为20s（2）模具冷却系统应散去热量根据公式：（7.4）式中 m塑件的熔体质量，g；熔体从喷嘴射出时的质量焓，kJ/kg；塑件脱模时的质量焓，kJ/kg； t 注射循环周期，s；辐射散热量，W；对流散热量，W；传导散热量，W。查得约为600 kJ/kg，约为100 kJ/kg，+ 约为500W 则（3）冷却水流量根据公式：（7.5）式中应由冷却介质散去之热，W；冷却介质之比热容，J/（kg）；冷却介质入口之温度，；冷却介质出口之温度，。水的比热容为4179 J/（kg），则（4）计算水管直径和长度根据冷却水流量，查得水管直径应选6mm或8mm，选8mm。假设水管长度为x，模腔壁与水道管壁面之间形成温度差：（7.6）式中模具钢材的热导率，W/（m），塑料模具钢=1530；冷却散去的热量，W；水管的几何截面中心至型腔表面的距离，m；型腔（凹模）或型芯（凸模）的表面积，m。则水道管壁面与流动着的冷却介质之间形成的温差：（7.7）式中水道的表面积，m；冷却介质的热导率，W/（m）。则满足要求情况下所以+9 30 xm总长度为0.3+0.4+0.4+0.28m8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。（1）导柱的选择带头导柱查表选 GB/T4169.4-1984（2）导柱套的选择带头导套查表选 GB/T4169.3-19849脱模机构的设计（1）推杆的设计脱模机构设计的总体原则:（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。本模具采用圆顶针一次脱模。（2）脱模力的计算根据公式：（9.1）式中 E塑料的拉伸弹性模量（MPa）；Scp塑料的平均成型收缩率（%）；t 塑件的平均壁厚（mm）；L塑料的包容型芯的长度（MPa）；塑料的泊松比；塑料的脱模斜度（），此处取塑件脱模斜度的平均值；f 塑件与型腔材料之间的摩擦系数；。所以，=1+0.5*sin(14)*cos(14)= 1.12则 =14914.64（N）（3）强度校核根据公式：（9.2）式中Q脱模阻力（N）；n1推杆根数；d1推杆直径（mm）；推杆所受压应力（MPa）；推杆材料的屈服强度（MPa）。则44MPa，不到100MPa，明显强度足够所以，所用推杆材料为T8A，直径小于6mm时可用65Mn。（4）浇注系统凝料脱模机构流道凝料的脱模方式，这里采用三板式脱模，点浇口时料的浇注系统能够利用开模动作实现塑件与流道凝料的自动分离，同时利用塑件对凸模的包紧力将塑件与流道凝料拉断。（5）开模行程与推出机构的校核对单分型面注射模，开模行程应满足：S机H=H1+H2+ (510)mm （9.3）式中 H1为塑件推出距离； H2包括浇注系统在内的塑件高度； S机注射机移动板最大的行程； H所需开模行程。则H =25+7+10=42（mm）， S机H符合要求。10模架的选择（1）模架型号的选择选用CI型号的模架。动定模分别采用一块模板，设置推出机构，适用于单分型面注射模。查表选择 250250291-16-F1 GB/T12556-1990（2）模具高度与注射机闭合高度关系的校核应满足：（mm）（11-1）式中模具的闭合高度注射机最小闭合尺寸注射机最大闭合尺寸则120291450（mm）,符合要求。11总装图说明图12.1总装配图说明：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压、冷却后塑件成型，注塑完成。开模时，注塑机推动推杆垫板兼顶针杆垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶杆的作用下顺利脱出。29浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）结论结论模具总体结构合理，型腔及型芯均采用组合镶拼式结构，降低了模具的制造难度，从而降低了模具的制造成本。由于该制件为外观件，对表面质量要求比较高，则采用潜伏式浇口，以避免破坏塑件表面光洁度。本模具的难点为塑件的分模，为满足加工要求，腔体需要合理布置。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率总之，通过毕业设计的又一次锻炼，充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。浙江工业大学之江学院

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