肥皂盒上盖注塑模具设计【26张图纸】【优秀】【word+CAD全套设计】
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肥皂盒
注塑
模具设计
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摘 要
从分析塑料零件注塑模具设计的全过程，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
Δs塑件公差δs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
δ模具制造公差α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
φ长度系数Q总脱模力
目 录
摘 要I
AbstractII
1 前言1
1.1 概述1
1.2 国内外模具的相关情况2
1.3研究本课题的意义3
2 塑料ABS分析6
2.1基本特性6
2.2成型特性6
2.3综合性能6
2.4ABS的注射工艺参数7
3 塑料模的总体设计8
3.1塑件的形状尺寸8
3.2型腔数目的决定及排布8
3.3注射机的选择9
3.4分型面确定9
3.5模架的选择10
3.5.1型腔壁厚的计算10
3.5.2凹模型腔底部高度11
3.5.3模架的选择11
4 成型尺寸及浇注系统设计12
4.1型腔的内径计算12
4.2型腔的深度尺寸计算12
4.3型芯的外径计算12
4.4型芯的高度计算13
4.5浇注系统的初步计算13
5 导柱导向机构的设计15
5.1导柱导向机构的作用15
5.2导柱导套的选择15
6 脱出机构设计16
6.1推出机构的组成16
6.2设计原则16
6.3脱模力的计算16
6.4推板脱出机构计算17
6.5脱模机构设计18
6.5.1简单脱模18
6.5.2侧向抽芯机构设计19
7 排气温控系统设计22
7.1温控系统设计22
7.2注射模冷却系统设计原则22
7.3冷却系统的结构设计23
7.4 冷却水孔直径计算24
7.5求冷却水在水孔里的流速24
8 注射机与模具型腔型芯强度校核25
8.1注射机的校核25
8.2型腔型芯的强度校核25
9 模具的装配、试模与维修26
9.1模具的装配26
9.2模具装配的主要内容26
9.2.1型芯装配26
9.2.2型腔的装配加工26
9.2.3导柱、导套的装配26
9.2.4顶杆装配加工26
9.2.5浇口套的装配加工26
9.3装配顺序27
9.4试模27
9.5模具的维修27
10 模具装配图28
11 模具可行性分析29
11.1本模具的特点29
11.2市场效益及经济效益分析29
参考文献30
总结31
致 谢32
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毕业论文肥皂盒上盖注塑模具设计系 别：专 业：班 级：学 生：学 号：指导老师：2015年3月摘 要从分析塑料零件注塑模具设计的全过程，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35目 录摘 要IAbstractII1 前言11.1 概述11.2 国内外模具的相关情况21.3研究本课题的意义32 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第一章 前言1.1 概述 塑料注射模具是工业生产的基础工艺设备。振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制作所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效率放大器”，用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，塑料模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是质量、技术和能力等方面都有了很大的进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距任然很大。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，一些低挡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高档塑料模具也有供过于求的趋势。1.2 国内外模具的相关情况 外塑料发展已经有一百多年的历史了，伦敦科学博物馆纪念塑料合成问世百年的展览取名为“可塑性”。早在1926年3月，美国塑料杂志对塑料也有这样的定义：一种物质的性质，使他成为任何想要的形状，而不像非塑料物质那样需要切凿。目前，国外在塑料以及模具方面有了以下几个注重：(1)重于塑料的改性。(2)增强高分子的性能。(3)多种以上原材料合金。在21世纪，国外塑料的领域也是十分广泛：汽车工业，机械工业，电子电器工业，塑料包装工业，航空航天工业，建材工业，农业等。1.3研究本课题的意义 本次毕业设计的内容是肥皂盒上盖的塑料模具设计。塑料是一种天然合成或者用天然材料改性而得到的，以高分子化合物为基体的固体材料。肥皂盒上盖带当今社会是不可缺少的一种塑件。用量大。遥控器在人们的生活中已经随处可见，所以完善肥皂盒上盖的设计是时不我待的，美观，简洁，方便，环保已经是现代的时尚，肥皂盒上盖也将成为一个大市场，在我国相关政策的引导下，塑料模具行业也会得到更大的发展。有利于经济的发展。肥皂盒上盖在现代生活中应用广泛。有利于当代人的舒适生活。有很好的市场前景。 第二章 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。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： 1560s 第三章 塑料模的总体设计3.1塑件的形状尺寸塑件名称：肥皂盒上盖材料：ABS产量：中等批量生产根境内进行三维造型。 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=20mm第四章 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。第五章 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 第六章 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。第七章 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。第八章 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150291300符合要求。（6）开模行程的校核：由L开Lmax ，符合要求。8.2型腔型芯的强度校核型腔实际侧壁厚：，型腔底部实际厚度：因此符合要求。第九章 模具的装配、试模与维修9.1模具的装配装配顺序：因为塑件的结构形状不能使型芯、型腔在合模后找正相对位置，所以要通过导柱、导套来确定。为准确安装，必须先安装导拄导套，以找型芯、型腔相对位置23。9.2模具装配的主要内容9.2.1型芯装配将型芯压入固定板，在压入过程中，要注意校正型芯的垂直度和防止型芯切坏孔壁心及使固定板变形。压入后要在平面磨床上用等高垫铁支撑磨平底面。9.2.2型腔的装配加工拼块的拼合面在热处理后要进行磨削加工，保证拼合后紧密无缝隙。拼块两端留余量，装配后同模板一起在平面磨床上磨平。拼块型腔在装配压入过程中，为防止拼块在压入方向上相互错位，可在压入端垫一块平垫板。通过平垫板将各拼块一起压入模板中。9.2.3导柱、导套的装配为保证型芯与型腔的正确位置，以及其导向作用，动定模的导柱、导套孔的孔距精度应控制在0.01mm以内。必须用坐标镗床对动定模型板镗孔。将导柱、导套压入动、定模板后，要求保持导柱的垂直度，并使用启模和合模时导柱、导套间滑动自如。9.2.4顶杆装配加工一般顶杆在模具中只起顶出塑件的作用，所以顶杆的到导向部分要确保顶杆动作灵活，防止顶杆活动间隙过大而渗料。导向部分的配合一般采用。顶杆与顶杆固定板的装配间隙为0.5mm所以顶杆固定孔可采用引钻孔的方法进行加工。9.2.5浇口套的装配加工浇口套与定模板的装配，采用基孔制配合，浇口套和模板孔的定位台肩应紧密贴实。装配后浇口套要高出模板平面0.02mm。（为了达到以上要求，浇口套的压入外表面不允许设置导入斜度。）压入端要磨成小圆角，以免压入时坏模板孔壁。同时压入的轴向尺寸应留有去圆角的修磨余量H。9.3装配顺序装配前按图检验主要工作零件及其他零件的尺寸；加工导柱、导套孔，用螺钉将浇道板、型腔板叠合在一起，使分模面紧密接触并夹紧，镗导柱、导套孔，在孔内压入定位销后，加工侧面的垂直基准。再加工定模和推板，压入导柱、导套。装配型芯；通过型芯引钻型芯固定板的推孔；再通过型芯固定板引钻推杆固定板上加工限位镙钉孔；组装动模固定板和支撑板24。9.4试模试模前，必须对冷却水路进行检查，并按规定保养设备，作好开机的准备。原料应合格。在开始试模时，原则上是选择低压、低温和较长时间条件下成型，然后按压力、时间、温度先后变动。但不应同变动二个或三个工艺条件。注射成型时根据实际情况选择高速或低速工艺。在试模过程中应详细记录，并将结果填入试模记录卡，注明是否合格。试模后，将模具清理干净，涂上防锈油，然后入库或返修。9.5模具的维修模具在使用过程中，会产生正常和不正常的损坏。如型芯或导柱碰弯，型腔局部损坏等等。在这些情况下，并不需要将整个模具报废，只需局部修复即可。模具应经常检查维修，防患于未然25。此外，应注意使用设备具有良好的工作状态。第十章 模具装配图10.1装配图主视图 9.1装配图主视图 10.2装配图左视图 第十一章 模具可行性分析11.1本模具的特点（1）本模具结构合理、紧凑，符合客户的生产要求；（2）模具的设计不仅解决了一些形状复杂的塑胶零件无法加工成型的问题，还使得生产实现自动化，提高了生产效率，降低了生产成本，在精度方面也有一定的提高；（3）在制造的过程当中，采用线切割，放电，磨，铣等多种加工方法，减少生产周期。11.2市场效益及经济效益分析首先，该产品的市场需求量很大，有着广阔的市场前景；其次，采用注塑成型不仅可以实现自动化生产，提高生产效率，节约劳动力，降低成本。综上所述，该设计方案是一个可行的经济合理。参考文献1 塑料模设计手册编写组编著.塑料模设计手册（第2版）M.北京：机械工业出版社， 20022 模具实用技术丛书编委会.塑料模具设计制造与应用实例M.北京：机械工业出版社，20023 肖爱民,沈春根.塑料模具设计与制造完全自学手册M.北京：兵器工业出版社2006.104 唐志玉.塑料模具设计师指南M.北京：国防工业出版社，19995 师商.沈阳模具产业前景广阔全力打造世界一流“工业之母”中国高新技术产业导报N 2009.11.23第 C05 版6 贾润礼，程志远.实用注塑模具设计手册M.北京：中国轻工业出版社，20007 李秦蕊.塑料模具设计M 西安：西北工业大学出版社，20068 张中元.塑料注射模具设计：入门到精通M.北京：航空工业出版社，1999.19 宋满仓，黄银国，赵丹阳. 注塑模具设计与制造实战M.北京：机械工业出版社，2003.410 申开智.塑料成型模具M.北京：中国轻工业出版社，200211 高济.塑料模具设计M.北京：机械工业出版社，199312 张孝民.塑料模具技术M.北京：机械工业出版社，200313 邹继强.塑料制品及其成型模具设计M.北京：清华大学出版社，200514 伍先明,张蓉等.塑料模具设计指导(第二版)M.北京：国防工业出版社，2010.415 冯爱新.料模具工程师手册M.北京：机械工业出版社，2009.116 陈万林.实用模具技术M.北京：机械工业出版社，200017 陈志刚.塑料模具设计M.北京：机械工业出版社，200218 孙恒等主编.机械原理（第7版）M.北京：高等教育出版社，200619 袁清珂
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