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烤架手柄塑件注射模设计【18张CAD图纸+毕业答辩论文】【注塑模具】

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关键词：: 烤架手柄注射设计全套 cad 图纸毕业答辩论文注塑模具

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本文主要介绍了烤架手柄塑料件的注射模设计，其材料为PP。根据PP塑料的工艺特性和产品的使用要求，分析了烤架手柄的结构特点和成型工艺。通过应用MoldFlow软件对塑件进行流动模拟分析，确定了塑件的注射模结构以及工作过程。采用PRO/E软件进行3D分模，对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后，完成模具总装图设计及主要零件图的绘制，从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。

关键词烤架手柄注射模设计 Pro/E

Title The injection mold design of the warmer handle

Abstract

This paper describes the injection mold design of the warmer handle. The material of warmer handle is PP. According to the processing property of PP and the product’s operating requirement. The structure and manufacturability of warmer handle was analyzed. Through making use of MoldFlow software to flow simulate analyses an injection mould structure and its operating process was determined. Making use of Pro/E system to set up 3D mold opening, designing the molding part, runner system cross range ejecting mechanism, reset mechanism and the cooling system. In the end, drawn the mold general assembly drawing and major parts drawing, accordingly, ensure mould structure’s security, rationality and practicability.

Keywords warmer handle design of injection mould Pro/E

毕业设计说明书（论文）英文摘要

前言1

第一章塑料模具设计简介3

1.1 塑料模具技术的发展现状和趋势3

1.2 塑料制件的设计原则4

1.3 注射模设计要点5

第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析6

2.1 塑件结构分析6

2.2 PP塑料注射成型特性7

2.2.1 PP塑料特性7

2.2.2 PP塑料成型性能7

2.3 PP塑料注射成型工艺参数8

第三章成型设备与模架的选用9

3.1 注射机的选择9

3.2 模架的选择10

3.3 模具参数的校核11

第四章模具结构形式的拟定14

4.1 分型面位置的确定14

4.1.1 分型面的选择原则14

4.1.2 烤架手柄分型面的确定15

4.2 确定型腔数量及排列方式15

4.3 浇注系统的设计15

4.3.1 主流道设计16

4.3.2 分流道设计17

4.3.3 浇口设计20

4.3.4 冷料穴的设计21

4.3.5 浇注系统的平衡21

4.4 成型零部件的设计21

4.4.1 型腔的结构设计22

4.4.2 型芯的结构设计22

4.4.3 型芯镶件的设计23

4.5 侧向抽芯与分型机构的设计24

4.5.1 斜导柱的设计24

4.5.2 侧滑块的设计25

4.5.5 侧滑块定位装置的设计26

4.6 推出与复位机构的设计27

4.6.1 推出机构的设计27

4.6.2 复位机构的设计28

4.7 结构零部件的设计29

4.7.1 支承零部件的设计29

4.7.2 导柱导向机构的设计30

4.8 排气与冷却系统的设计31

4.8.1 排气系统的设计31

4.8.2 冷却系统的设计31

4.8.3 型腔和型芯的冷却32

第五章 Pro/E和Moldflow软件的应用33

5.1 应用Pro/E软件3D分模33

5.1.1 模具设计流程33

5.1.2 烤架手柄塑料模的设计步骤33

5.2 烤架手柄塑件模流分析37

5.2.1 Moldflow模流分析流程37

第六章结论42

致谢43

参考文献44

前言

塑料制品的使用越来越泛，在很多方面，它己成为金属制品的替代物。塑料模具作为成型方式中的一种，是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着塑料工业的迅猛发展，人们对塑料制品的质量要求越来越高，外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂，而且产品品种多、更新快、价格低，市场竞争剧烈。据统计，日本一万多家模具企业中，生产塑料模具的就占40%;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43%。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节，也是批量产品得以投放市场的先决条件。在塑料模具中，由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适用于高效率、大批量的自动化生产方式，使其在塑料模中的占用量超过了50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求，模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来。

在今天这样激烈竞争的环境中，客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期，成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比，模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见，缩短这些常用零部件的设计时间，能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此，对引进CAD/CAE/CAM系统，进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库，充分地发挥计算机和CAD软件的功能，才能达到缩短模具设计周期，提高模具设计水平的目的，使科学技术转化为实实在在的生产力。

模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，塑料模CAD/CAE/CAM技术的重要性正逐渐被模具界所认识，其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计，在国外，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的75% ，在我国，注射模CAD技术也在不断地应用和推广中。

本文结合烤架手柄注射模具的设计实例，理论联系实际，通过查阅大量资料采用图例和文字相结合的方法介绍了模具设计基本过程和技巧。在本次设计中，采用了PRO/E、AUTOCAD软件做了3D造型和2D绘图。最后还运用MOLDFLOW软件对零件的成型过程做了模拟分析，使模具结构得到了优化。当然由于能力有限，难免有不足之处，望阅者多多指教。

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总装图-A0.gif

型芯-A2.gif

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内容简介：: 南京工程学院毕业设计说明书(论文)作者：王长江王长江学号： 205040827205040827 学院（系、部）：材料工程学院材料工程学院专业：材料成型及控制工程（模具设计）材料成型及控制工程（模具设计）题目：手柄塑料件注射模设计手柄塑料件注射模设计指导者：评阅者： 2008 年 6 月南京第 I 页毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）中中文文摘摘要要本文主要介绍了烤架手柄塑料件的注射模设计，其材料为PP。根据PP 塑料的工艺特性和产品的使用要求，分析了烤架手柄的结构特点和成型工艺。通过应用 MoldFlow 软件对塑件进行流动模拟分析，确定了塑件的注射模结构以及工作过程。采用PRO/E 软件进行 3D 分模，对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后，完成模具总装图设计及主要零件图的绘制，从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。关键词烤架手柄注射模设计 Pro/E 第 II 页毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）英英文文摘摘要要TitleTitle The injection mold design of the warmer handle AbstractAbstractThis paper describes the injection mold design of the warmer handle. The material of warmer handle is PP. According to the processing property of PP and the products operating requirement. The structure and manufacturability of warmer handle was analyzed. Through making use of MoldFlow software to flow simulate analyses an injection mould structure and its operating process was determined. Making use of Pro/E system to set up 3D mold opening, designing the molding part, runner system cross range ejecting mechanism, reset mechanism and the cooling system. In the end, drawn the mold general assembly drawing and major parts drawing, accordingly, ensure mould structures security, rationality and practicability. Keywords warmer handle design of injection mould Pro/E 南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 III 页目录前言 .1第一章塑料模具设计简介 .31.1 塑料模具技术的发展现状和趋势.31.2 塑料制件的设计原则 .41.3 注射模设计要点 .5第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析 .62.1 塑件结构分析 .62.2 PP 塑料注射成型特性.72.2.1 PP 塑料特性 .72.2.2 PP 塑料成型性能 .72.3 PP 塑料注射成型工艺参数 .8第三章成型设备与模架的选用 .93.1 注射机的选择 .93.2 模架的选择 .103.3 模具参数的校核 .11第四章模具结构形式的拟定 .144.1 分型面位置的确定 .144.1.1 分型面的选择原则.144.1.2 烤架手柄分型面的确定.154.2 确定型腔数量及排列方式 .154.3 浇注系统的设计 .154.3.1 主流道设计 .164.3.2 分流道设计 .174.3.3 浇口设计 .204.3.4 冷料穴的设计 .214.3.5 浇注系统的平衡.214.4 成型零部件的设计 .214.4.1 型腔的结构设计.22南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 IV 页4.4.2 型芯的结构设计.224.4.3 型芯镶件的设计.234.5 侧向抽芯与分型机构的设计.244.5.1 斜导柱的设计 .244.5.2 侧滑块的设计 .254.5.5 侧滑块定位装置的设计.264.6 推出与复位机构的设计 .274.6.1 推出机构的设计.274.6.2 复位机构的设计.284.7 结构零部件的设计 .294.7.1 支承零部件的设计.294.7.2 导柱导向机构的设计.304.8 排气与冷却系统的设计 .314.8.1 排气系统的设计.314.8.2 冷却系统的设计.314.8.3 型腔和型芯的冷却.32第五章 Pro/E 和 Moldflow 软件的应用 .335.1 应用 Pro/E 软件 3D 分模 .335.1.1 模具设计流程 .335.1.2 烤架手柄塑料模的设计步骤.335.2 烤架手柄塑件模流分析 .375.2.1 Moldflow 模流分析流程 .37第六章结论.42致谢 .43参考文献 .44南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 1 页前言塑料制品的使用越来越泛，在很多方面，它己成为金属制品的替代物。塑料模具作为成型方式中的一种，是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着塑料工业的迅猛发展，人们对塑料制品的质量要求越来越高，外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂，而且产品品种多、更新快、价格低，市场竞争剧烈。据统计，日本一万多家模具企业中，生产塑料模具的就占 40%;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43%。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节，也是批量产品得以投放市场的先决条件。在塑料模具中，由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适用于高效率、大批量的自动化生产方式，使其在塑料模中的占用量超过了50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求，模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来。在今天这样激烈竞争的环境中，客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期，成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比，模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见，缩短这些常用零部件的设计时间，能极大地提高模具设计的效率和缩短模具的交货期。因此，对引进 CAD/CAE/CAM 系统，进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库，充分地发挥计算机和CAD软件的功能，才能达到缩短模具设计周期，提高模具设计水平的目的，使科学技术转化为实实在在的生产力。模具 CAD/CAE/CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CAD/CAE/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，塑料模CAD/CAE/CAM 技术的重要性正逐渐被模具界所认识，其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计，在国外，注射模采用 CAD 技术的比例约占所有不同模具CAD 技术的 75% ，在我国，注射模 CAD 技术也在不断地应用和推广中。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 2 页本文结合烤架手柄注射模具的设计实例，理论联系实际，通过查阅大量资料采用图例和文字相结合的方法介绍了模具设计基本过程和技巧。在本次设计中，采用了 PRO/E、AUTOCAD 软件做了 3D 造型和 2D 绘图。最后还运用MOLDFLOW 软件对零件的成型过程做了模拟分析，使模具结构得到了优化。当然由于能力有限，难免有不足之处，望阅者多多指教。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 3 页第一章塑料模具设计简介1.1 塑料模具技术的发展现状和趋势模具生产技术是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。而塑料模具在模具占有非常重要的地位。从总体上看，塑料注射模具的基本发展趋势是朝高效率、高精度、高寿命方向发展。为了提高塑料制品生产效率，在模具结构上将向多型腔、自动装卸料、节能省料方向发展。为了充分发挥注塑机的潜力，发展了多层多腔模具，多工位多腔模具。热流道模具应用范围正在逐渐扩大。已发展应用于微型注射件，热敏性材料的注射成型等等，以及多层多腔注射模，热流道装置已成为专门的商业产品。测温控制系统的发展改善了注射件的尺寸精度和成型效率。冷却系统不单对型腔进行冷却，对滑块、型芯都进行冷却，从而构成空间的立体冷却系统。这些技术的应用，解决了注射成型中模温、模压、溢料等问题，使产品的内应力分布趋于合理，减少了废品率。在设计方法上，用计算机模拟塑料成型时的料流速度，温度控制，流动方式以及应力场的分布等，使模具达到最优的参数和结构选择，得到最佳的浇注系统和冷却系统，减少反复试模的工作量。在加工技术上，机械与电子技术日益密切结合，更多地采用数控、数显、计算机控制，如采用数控铣床、光学曲线磨床、高精度电火花加工机床和紧密镗床、数控雕刻机等高精度、高效率的加工设备。这使模具精度越来越多地由设备来保证，减少了对人工技巧的依赖性。新型电加工工艺已发展成为一种与其他工艺相结合的复合加工工艺。实现高层次的自动化是目前电火花加工的一个发展方向。喷雾电火花加工也是新近发展起来的电火花加工技术。这种新加工方法，对改变电火花加工后材料表面的金相属性有重要意义，在实际应用中有较大的价值。我国模具材料及应用技术较落后。塑料模具的设计、制造水平仅相当于先进工业国家 70 年代中期的水平；热处理工艺还停留在采用普通热处理方式，真空热处理工艺尚不完善。为使我国模具工业有较大发展，除加强加工与检测设备南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 4 页的研究外，对材料及其处理工艺的研究也应得到足够的重视。1.2 塑料制件的设计原则塑料制件主要是根据使用要求进行设计。要想获得优质的塑件，塑件本身必须有良好的结构工艺性，这样不仅可使成型工艺得以顺利进行，而且能得到最佳的经济效益。塑件的设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异。塑件的设计原则是在保证使用性能、物理性能、力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等前提下，尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料。同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。在设计塑件时，还应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。此外，在塑件成型后尽量不再进行机械加工。在塑料制件时，应考虑以下几点：（1）为了便于塑件从成型零件上顺利脱出，必须在塑件外表面沿脱模方向设计足够的斜度。一般斜度取30130。（2）在满足制件结构各使用要求的条件下，尽可能用较小的壁厚。并且同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却和固化速度不均产生附加应力。（3）加强肋的布置应考虑到其方向尽量与熔体充模流动方向一致，以避免熔体流动干扰、影响成型质量。（4）制件的两相交平面之间尽可能以圆角过渡，避免因锐角而造成应力集中，同时采用圆角过渡可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度。（5）孔与孔的中心距应大于孔径（两者中的小孔）的2 倍，孔中心至边缘的距离为孔径的 3 倍。孔周边的壁厚要加大，其值比与之相装配件的外径大 20%40%，以避免收缩应力所造成的不良影响。（6）为增加塑件螺纹的强度，防止最外圈螺纹可能产生的崩裂或变形，应使其始末端留出一定距离。当考虑螺纹螺距收缩率时，塑件与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5 倍（或 78 牙）。（7）塑件上标记的凸出高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm，通常以 0.8mm 为宜。两条线的间距不小于0.4mm，边框可比字高出南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 5 页0.3mm 以上。（8）铰链部分厚度应减薄一般为0.20.4mm，且其厚度必须均匀一致，壁厚的减薄处应以圆弧过渡。1.3 注射模设计要点（1）模具的结构和基本参数是否与注射机规格相匹配。（2）模具是否具有合模导向机构，机构设计是否合理。（3）分型面选择是否合理，有无产生飞边的可能，制品能否滞留在设有推出脱模机构的动模（或定模）一侧。（4）模腔的布置与浇注系统设计是否合理。浇口是否与塑料原料相适应，浇口位置是否恰当，浇口与流道的几何形状尺寸是否合适，流动比数值是否合理。（5）成型零部件结构设计是否合理。（6）推出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理、安全和可靠。它们之间或它们与其它模具零部件之间有无干涉或碰撞的可能，脱模板（推板）是否会与型芯咬合。（7）是否需要排气结构，如果需要，其设置情况是合理。（8）是否需要温度调节系统，如果需要，其热源和冷却方式是否合理。温控元件是否足够，精度等级如何，寿命长短如何，加热和冷却介质的循环回路是否合理。（9）支承零部件装配关系是否合理。（10）外形尺寸能否保证安装，紧固方式选择得是否合理可靠，安装用的螺栓孔是否与注射动、定模固定板上的螺孔位置一致，压板槽附近的固定板上是否有紧固用的螺钉。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 6 页第二章烤架手柄塑件成型工艺性分析2.1 塑件结构分析烤架手柄属于小型塑件，如图2.1 所示，其壁厚为 1.5mm，其外形尺寸为 46.42 mm24.14 mm22.09mm。烤架手柄外形结构具有复杂的曲面，四周都有圆角过渡。要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕、银丝和流痕，同时不产生明显的翘曲变形。塑件一侧带有侧孔，下部由一个深为23mm 的方形孔。塑件侧孔需采用侧抽芯机构；可设置一侧型芯，利用侧滑块和斜导柱驱图 2.1 烤架手柄动，这样便于分型。烤架手柄下部由一个不规则方形孔，为了便于模具制造，利于脱模、简化模具结构，以及便于修模、节约成本，本人采用小型芯镶件成型。否则，型芯部分加工困难，且成型小孔部分易弯曲，磨损，损坏之后将导南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 7 页致整个型芯报废，难以修复。无形中增加了模具的制造成本。2.2 PP 塑料注射成型特性2.2.1 PP 塑料特性（1）物理性能：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有 0.900.91g/cm，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中 24 小时吸水率仅为 0.01%。成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好，易于着色。（2）力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE 高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。 PP 最突出的性能就是抗弯曲疲劳性。（3）热性能： PP 具有良好的耐热性，熔点在164170，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的， 150也不变形。脆化温度为 -35，在低于 -35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。（4）化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使 PP 软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。（5）电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。（6）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。2.2.2 PP 塑料成型性能（1）结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。（2）流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔、凹痕、变形。（3）冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，模具温度低于 50时，塑件不光滑，易产生熔接不良， 90以上易发南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 8 页生翘曲变形。（4）塑料壁厚须均匀，避免缺胶、尖角，以防应力集中。（5） PP 料从 280附近开始劣化，所以加热温度宜在270以下操作，其分子配向性很强，在低温成型时，易因分子配向而翘曲及扭曲，应注意。2.3 PP 塑料注射成型工艺参数PP 塑料注射成型工艺参数如表2.1 所示。表表 2.1 PP 塑塑料料注注射射成成型型工工艺艺参参数数塑料名称PP工艺参数注射机螺杆式料筒温度/185-200喷嘴温度/200-220温度模具温度/20-70压力注射压力/Mpa70-90注射时间/S3-5保压时间/S15-30冷却时间/S15-30时间总周期/S40-70螺杆转速（R/min）30收缩率（%）0.3-0.4方法红外线灯，鼓风烘干温度/60-90后处理时间/h1备注通用级南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 9 页第三章成型设备与模架的选用3.1 注射机的选择对于模具设计，必须首先选则合适的注塑机型号，以确定额定注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具的安装尺寸及开模行程等技术规范后，才能进行下面真正的模具设计。根据塑件的形状及尺寸，计算其在分型面上的投影面积和塑件以及浇注系统的质量，计算所需锁模力、总注射物料量，然后初选设备。由于制品的由许多曲面构成，形状复杂，首先利用Pro/E 软件的分析工具中的投影面积功能对制品在分型面上的投影面积进行计算与测量。在Pro/E软件里打开三维模型，利用分析测量功能对制品的表面积、体积、质量进行分析与计算。根据软件计算得出结果如下：塑件在分型面上的投影面积 A=34070.5mm2 塑件体积 V=2836mm3塑件密度 0.900.91g/cm3所以塑件的质量 M = 2.8360.905=2.567g从生产批量上考虑，年产量为30 万件，以一周六个工作日来计算，一年的工作日约为 3656/7=312.9 天。假设采用一模两件生产方式，则每天需要完成的产量为：300000/312=961.5962 件若每天的生产时间为 10 小时，则产品所需要的成型周期为6060/（962/10）37.42 秒/件。所以本设计采用一模四腔的模具族，并考虑塑件的收缩率为1.6%，实际所需 PP 材料体积为V =2.83640.905(0.016+1）10.632g 加上浇注系统及冷凝料材料体积约为15g所以初选设备为 XS-ZY-125 其主要技术规格如下表 3.1 所示。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 10 页表 3.1 设备主要技术规格额定注射量/cm125模具最大厚度/mm300螺杆直径/mm42模具最小厚度/mm200注射压力/Mpa120动定模固定板尺寸/mm428458注射行程/mm115拉杆空间/mm260290注射时间/s3.0合模方式液压机械螺杆转数/r/min21、27、40、50液压泵流量 L/min100、12注射方式螺杆式液压泵压力/Mpa6、5锁模力/KN900电动机功率/Kw40、5.5最大成型面积/mm320加热功率/Kw11最大开合模行程mm300螺杆驱动功率/Kw4喷嘴圆弧半径/12喷嘴孔直径/4推出形式两侧推出，中心距为 230 mm3.2 模架的选择根据型腔的布局可看出，型腔嵌件分布尺寸为160120，又根据型腔侧壁最小厚度，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占的位置和采用推杆推出等各方面问题，确定选用模架为龙记模胚序号为2525，模架结构为 A2 的形式，如图 3.1 所示。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 11 页3.1 模架各模板尺寸的确定：A=40mm；B=50mm；支承板 C=80mm；TP=25mm；BP=25mm；垫块 SB=80mm；ERP=15mm；EP=20mm所以模具的总厚度为：25+40+50+35+80+25=255mm，在注塑机的装模行程之内。3.3 模具参数的校核（1）注射量的校核要求注射量不超过注射机的最大注射量，注塑生产中，注塑机每一个成型周期向模具腔内注入的塑料熔体体积或质量称为塑件的注射量，其中包括浇注系统内所存留的塑料熔体体积，选择注塑机时，必须保证塑件的注射量小于注塑机的最大注射量的 80%，最小注射量不小于注塑机注射量的20%，根据式 (3.1)maxkMMmMiMni1式中Mmax 注塑机最大注射量（ mm3）； Mi浇注系统凝料的质量或体积（ mm3）； m单个制件质量或体积（mm3）； n型腔数目（个）； k注射机最大注射量利用系数，一般取0.80.81255+2.83640.905(0.016+1）15.632g注射机注射量满足要求。（2）注射压力的校核塑料成型所需要的注射压力是由塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求。所选的塑料原料为 PP，制件结构合理，流体流动性能好，其注射压力在南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 12 页70100Mpa 之间，其值在所选的注射机成型范围之内，满足要求。（3）锁模力的校核注射时塑料熔体充满型腔的时候，仍然存在较大的压力，它会使模具从分型面涨开，该压力等于塑件和浇注系统在分型面上不重合的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的最大锁模力，才能使注射时不发生溢料和涨模现象。为了保证注射成型过程当中型腔能够可靠的锁闭，必须满足：0.9)F 8 . 0(lF（3.2）式中 Fl 锁模力(kN)；F 注射机的注射压力 (Mpa)；两制件在分型面上的投影，根据Pro/E 软件分析可知：S4 1123.5352=4494.1408 mm2 注射机的注射压力为 120Mpa,选最大压力，则需要的锁模力为4496.14 120=539536.8N=539.536kN，而注塑机的锁模力为 900KN ,所以模具在所选注射机的作用下，在成型过程当中，是完全锁模的，不会因模具锁模力过大而出现涨模溢料现象，满足使用要求。（4）安装部分尺寸校核1）模具厚度校核由于注射机的动模和定模固定板之间的距离都有一定的调节量H，因此，对安装使用的模具厚度有一定的限制，一般情况下，模具的实际厚度H 必须在注射机允许安装的最大模具厚度和最小模具厚度之间。所选用的注射机的模具最大厚度Hmax 为 300mm，最小模具厚度 Hmin为 200 mm。所设计的模具总厚度为 255 mm，此值在所选注射机的最大模具厚度和最小模具厚度之间。因此，设计的模具厚度满足注射机对模具的合模要求。2）模具的长度和宽度校核本副模具采用压板紧固的方式，将模具的固定板安放在压板外侧附近就能够南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 13 页固定，模具为 2525 型模坯，模架为 250250，注射机的装夹空间为：428458mm，因此所设计的模具在注射机的装夹范围内，满足要求。3）浇口套球面尺寸设计的模具时，浇口套内主流道始端的球面必须比注射机球面半径略大一些,即R 比 r 大 12mm；主流道的小端直径要比喷嘴直径略大，即D 比 d 大0.51mm。设计中 R 取 12.5mm（r=12mm），D 取 5mm(d=4mm)。所以，符合设计要求。4）定位圈尺寸为了使模具在注射机上安装准确、可靠，定位圈的设计非常关键。定位圈的外径尺寸必须与注射机的定位孔尺寸相匹配，为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合，通常采用间隙配合。定位圈的基本直径为100mm，一部分用于压紧主流道衬套，一部分与注射机上的定位孔配合，模具定模板上的定位圈与注射机的定位圈孔要有松动的间隙配合为H11/h11，定位圈装配高度为 5mm，总高为 15mm。（5）模具开模行程的校核注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模行程必须大于脱模距离，否则塑件无法从模具中取出。 XS-ZY-125 注射机的合模形式为两次动作液压式，其最大开模行程受模具厚度的影响。此时最大开模行程等于注射机移动模板与固定板之间的最大距离s 减去模具厚度；对于单分型面注射模mH具，校核公式为： 10）mm 5(21HHHsm（3.3）式中s注射机最大开模行程（mm）；模具厚度（mm）； mH推出距离 (mm)；1H包括浇注系统在内的塑件高度 (mm)；2H即，开模行程要求：s255+22+22+(510)mm=304309mm南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 14 页而注射机最大开合模行程为320mm，实际合模行程为 309mm，所以模具所需要的开模距离与注射机的最大开合模行程相适应。综上分析，本副模具与所选的注射机完全相互适应，模具的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程都在所选的注射机技术规格之内。因此，所选的 XS-ZY-125 型注射机完全能够符合本次模具设计要求。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 15 页第四章模具结构形式的拟定通过塑件分析得知其外观质量要求不高，尺寸精度要求一般，结构不是太复杂。因此根据烤架手柄的结构，设计时采用单分型面模具即二板模。一模四腔，左侧两个零件侧孔型芯做在同一个侧滑块上，同时侧抽成型，右边两个零件的侧孔同理做出。4.1 分型面位置的确定分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。4.1.1 分型面的选择原则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、镶件位置形状以及推出方式、模具制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在分型面的选择时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处塑件在动、定模的方位确定后，其分型面应选在塑件外形的最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。（2）分型机的选择应有利于塑件顺利脱模式由于注射机的顶出装置在动模一侧，所以分型号的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于在动模部分设置的推出机构工作，若在定模内设置推出机构就会增加模具的复杂程度。（3）分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量同轴度要求较高的塑件，选择分型面时最好把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧。（4）分型面的选择应有利于模具的加工通常在模具设计中，选择平直分型面居多。便于模具的制造，应根据模具的实际情况选择合理的分型面。（5）分型面的选择应有利于排气南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 16 页分型面的选择与浇注系统的设计应同时考虑，分型面应尽量设置在塑料融体流动方向的末端。4.1.2 烤架手柄分型面的确定烤架手柄塑件要求有良好的表观质量，表面不能飞边，溢料，并且为了避免分模的接合痕迹留在塑件的表面而影响外观，塑件的四周都有圆角过渡，为了有利于开模，因此，模具的分型面设置在顶面的下曲面与过渡圆角的中间位置。A 为主分型面， B 为侧分型面。如图 4.1 所示。4.1 烤架手柄分型面4.2 确定型腔数量及排列方式为了提高生产率和经济性，平衡浇注系统并保证塑件的精度，设计时要合理确定型腔数目和排列方式。分析塑件的结构特点并考虑所选注射机的型号，将模具设计为一模四腔。侧孔向外排列以实现侧抽芯顺利进行，其型腔排列方式如图 4.2 所示。4.3 浇注系统的设计浇注系统的作用是，将来自注塑机喷嘴的熔融塑料输送到各型腔中。浇注系统的形状和尺寸将对熔融塑料的充填产生很大的影响。浇注系统设计得好，熔融塑料就能顺利地充满型腔；浇注系统设计不合理，则会出现型腔充填不满或塑件外观质量差、尺寸精度低等缺陷。浇注系统一般都由四部分组成：主流道、分流道、浇口、冷料穴。对浇注系统设计的具体要求是:（1）对模腔的填充迅速有序，可同时充满各个型腔;南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 17 页图 4.2 型腔排列方式（2）对热量和压力损失较小，尽可能消耗较少的塑料;（3）能够使型腔顺利排气 :（4）浇注系统凝料容易与塑料分离或切除（5）不会使冷料进入型腔，浇口痕迹对塑件外观影响很小;4.3.1 主流道设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流进模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。（1）主流道被套形式本设计虽然是小型模具，为了损坏时方便更换和维修，主流道通常单独开设在主流道衬套上， PP 的成型压力比较大，为了防止熔体反压力对衬套的反作用力并使其退出，故选用 A 型结构如图 4.3 所示。（2）主流道尺寸南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 18 页根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 d = 注射机喷嘴尺寸 + （0.51）= 4 + 1 = 5 mm主流道球面半径为SR = 喷嘴球面半径 + （0.52）= 12 + 0.5 = 12.5 mm图 4.3 主流道衬套（3）主流道配合形式主流道衬套与定模板采用过渡配合 H7/m6, 所以其尺寸为直径mm,定0.0150.00222模板上对应的孔直径为：mm，配合长度为mm与定模座板用0.021022430.01间隙配合 H9/f9，故尺寸为mm，定模座板上对应的孔mm。0.0200.072300.0520304.3.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。（1）分流道布置形式分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 19 页经分流道均衡的分配到各个型腔，因此，采用平衡式分流道，如图4.4 所示。（2）分流道长度第一级分流道 L1 = 32.5 mm第二级分流道 L2 = 10.33 mm（3）分流道形状、截面尺寸及凝料体积1）形状及截面尺寸为了便于机械加工及凝料脱模，本设计的分流道图 4.4 分流道布置设置在型面上动模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面。梯形截面对塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式来确定截面尺寸，即 40.2654BmL（4.1）南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 20 页式中 B梯形大底边宽度（ mm）； m塑件质量（ g）； L分流道的长度（ mm）； B= 0.2654 = 1.015mm2.567432.5根据参考文献 1取 B = 4 mm 。 mm, 取 H = 3mm2/32/3 42.67HB分流道 L1 截面形状如图 4.5 所示。从理论上 L2 分流道可比 L1 截面小 10%，但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。2）凝料体积分流道长度 mm6520.66 2106.32L 图 4.5 分流道截面形状南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 21 页分流道截面积 mm2(43)/2 310.5A 凝料体积 mm3 = 1.116mm3106.32 10.51116.36q （4）分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 不宜太小，以防将冷料带入型腔，一般取 1.6m 左右即可，这样表面稍不光滑，可增大外层塑料熔体的流动阻力，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，减小流速，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。此外，为了有利于塑料的流动和填充，防止产生反压力，消耗动能，分流道与浇口的连接处既在浇口进料口端导圆过渡。4.3.3 浇口设计浇口是模具浇注流道的最后一部分，它一端与浇注流道中的其他流道相连接，熔融材料就是从这端流入浇口的；它的另外一端直接与模具型腔相连接，这一端非常重要，如果与模具的型腔接触面积过大，将直接导致生成的零件与设计的零件条件不相符；但是如果与模具型腔接触太小，可能导致熔融材料无法及时补充进入模具型腔，前面的已经冷却凝固，而后面的熔融材料还没有补充进来，造成产品充填不足，导致零件产品出现缺陷。（1）选择浇口类型浇口的形式有很多种，直浇口、侧浇口、扇形浇口、点浇口等，每种浇口都有其自己实用的情况。综合分析 ,本设计采用侧浇口 ,与其它浇口相比，它有许多优点，如浇口的截面形状简单，加工方便；浇口截面小，去除浇口较容易，且不留明显痕迹。对浇口能进行精密加工；修正浇口尺寸方便，迅速，即使注塑模已经安装在注塑机上，也能进行修正；常用的成型材料均可选用这种浇口。（2）浇口的位置浇口的位置选择是非常重要的，最好能够保证材料能够同时均匀的填满整个模具型腔，浇口与模具型腔的接触位置也需要注意，最好是平面接触。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，一南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 22 页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）考虑分子定向影响；6）避免产生喷射和蠕动；7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷；8）对外观质量的影响 ;（3）浇口结构结构尺寸的经验确定根据参考文献 1取得侧浇口尺寸：深度 h = 0.5 mm宽度 w = 1.6 mm长度 l = 1.2 mm 4.3.4 冷料穴的设计冷料穴主要是用来储藏在注射间隔时期内由于喷嘴端部温度低而构成的所谓冷料渣，以及用它来拉出凝固在浇口的塑料。前锋冷料接触冷模而使料温下降，如果让这部分温度已经下降的塑料流入型腔，则无论从物理性能或外观质量来看均不甚好，所以需要设置一个冷料穴。冷料穴应设置在浇道中塑料流动方向的转折处，以便将冷料导入穴中存留起来。通常可按装配图中实线所示的形式在塑料前进的方向延长线处设置冷料穴。如果按虚线所示的方向设置冷料穴，则起不到存留冷料的作用。冷料穴的长度通常是浇道直径的1.52 倍。如果冷料穴长度过短，则部分冷料将流入到型腔，会在成型件上出现冷料斑或其它表面缺陷。对进料口也一样要在进料口或直浇口的延长线处设置冷料穴，让冷料留入穴中。分析了主流道、分流道形状尺寸位置以及分型面的形式，现采用以下冷料穴和拉料杆形式，尺寸部分详细见装配图和零件图。4.3.5 浇注系统的平衡对于一模多腔的中小型塑件的注射模具，设计时应尽量保证所有的型腔同时得南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 23 页到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应力求主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同，否则需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。本套模具采用平衡式浇注系统，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。4.4 成型零部件的设计具的成型零件是塑料模具设计的核心部分，由型腔、型芯、成型滑块、螺纹型芯、型环、成型顶杆以及可以活动的型芯镶件侧滑块等组成。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，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，较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。此外，设计时成型零件还要求结构合理，制造简单、易于保证精度、模具制造成本低。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4.4.1 型腔的结构设计本套模具采用一模四件，由于塑件的尺寸比较小，形状复杂，宜采用现代技术来加工，因此采用整体镶入式型腔。，由于有四个塑件，所受的压力较大，因此厚度需设计大一点。将模板用线切割机床，切割成贯通的模框，将矩形型腔镶块从背面嵌入模体，通过与定模板的过盈配合来固定，用台阶来定位，其中型腔和定模板之间采用 H7/m6 配合。。采用这种结构，工艺简单，易于保证配合精度。另外还要考虑到冷却水道的布置等。综合上述因素，应用 Pro/E 软件来进行结构设计，查表设计型腔的长为 160mm，宽为 120mm，高为 40mm 如图 4.4.1 所示。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 24 页图 4.6 型腔结构4.4.2 型芯的结构设计本套模具的型芯结构宜采用整体镶入式结构。其整体结构如图4.6 和 4.7所示，将型芯安装在动模板的通孔中，另装支撑板，用通过盈配合将型芯固定，图 4.7 型芯结构并夹紧型芯。因型腔和型芯有同心度要求，利于塑件的成型及型芯镶件的固定，南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 25 页所以可将型芯的底部做成与型腔相同的尺寸。动模板与定模板组合在一起加工，这在没有精密机床场合，容易保证相互配合的同心度。这种结构形式多在多腔模具中采用。4.4.3 型芯镶件的设计当塑件局部有不同形状的孔和沟槽时，对一些形状简单的可在主体型芯上一并成型，但对一些形状较为复杂，加工起来费时、费料的塑件，只有在主体型芯上的某一部分镶嵌与塑件对应的形状，即可大大简化工艺，又便于制造与维修。型芯镶件的固定形式采用与型芯孔H7/m6 的过渡配合固定本模具的镶件为了成型烤架手柄下部的小孔尺寸在3D 分模时考虑收缩率所得尺寸即是。无需单独计算。结构形式如图4.8 所示。图4.8 型芯镶件4.5 侧向抽芯与分型机构的设计当在注射成型的塑件上与开合模的方向不同的内侧或外侧具有孔、凹穴或凸台时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的活动型芯，以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。根据本塑件的结构，塑件侧孔的成型采用侧滑块抽芯机构需要利用斜导柱提供侧抽力该结构多用于有局部侧孔或侧凹不能直接随主分型面脱模成型的部位。4.5.1 斜导柱的设计（1）斜导柱的结构形式斜导柱的结构形式如图 4.9 所示。斜导柱末端做成凸肩形，固定于模板内，与模板内的安装孔采取 H7/m6 的过渡配合，右边为完成抽芯所需工作部分长度，斜导南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 26 页柱的倾斜角为 18，侧滑块与斜导柱工作部分采用 H11/b11 配合。（2）斜导柱长度计算1）抽芯距的确定根据塑件上的侧孔的深度为了H = 1.724 mm则抽芯距 mm 实际取 s = 4.5mm(2 3)3.724 4.724sH2）斜导柱直径的确定根据抽芯力 ( cossin)tFAp u（4.2）式中脱模斜度（度）；摩擦系数； u塑件单位面积上对型芯的包紧力（N）；p单个塑件包络型芯的面积（mm2）；A则抽芯力 kN756.291 1 10 (0.2cos1sin1 )0.103tF 两个侧型芯的抽芯力 kN0.206tF 根据参考文献 2查得最大弯曲力是 1kN，斜导柱的直径为 8mm，实际取斜导柱直径 mm12d 斜导柱固定部分大端直径 mm217d 斜导柱固定部分直径 mm114d 3）斜导柱长度的确定斜导柱的总长为 (4.3)12345zLLLLLL mm2/2tan/cos/2tan/sin(5 10)dhs式中斜导柱长度（mm）；zL斜导柱固定部分大端直径（mm）；2d南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 27 页斜导柱固定板厚度（mm）；h 斜导柱工作部分的直径（mm）；d侧向抽芯距（mm）；smm17/2tan1840/cos187tan1845/sin18(5 10)zL mm66.67 71.67实际取 mm68zL 图 4.9 斜导柱4.5.2 侧滑块的设计侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一重要零部件，一般情况下，它与侧向型芯组合成侧滑块型芯。结合本塑件的结构特点，侧型芯复杂，加工困难，因此将侧滑块和侧型芯分别加工。侧滑块与侧型芯采用 H7/m6 过渡配合，用圆柱销定位。在侧向分型与抽芯过程中，塑件的尺寸精度和侧滑块移动的可靠性都要靠其运动的精度来保证。滑块的底部 T 形来定位，与导滑槽的配合为 H8/g7，这样侧型芯的中心与 T 形导滑面较近，抽芯时滑块稳定性较好。侧滑块的结构如图 4.10 所示。侧型芯的结构如图 4.11 所示。南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 28 页图4.10 侧滑块图4.11 侧型芯4.5.5 侧滑块定位装置的设计侧滑块与斜导柱的分别工作在模具动、定模两侧的侧抽芯机构开模后，侧滑块必须停留在刚脱离的斜导柱的位置上，以便合模时斜导柱准确插入侧滑块的斜导孔中，因此，必须设计侧滑块的定位装置，以保证侧滑块脱离斜销后，可靠地停留在正确的位置上。根据本模具的运动关系，侧滑块是向上抽芯，侧滑定位装置结构采用拉杆挡块装置定位。 4.6 推出与复位机构的设计 4.6.1 推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的型腔或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构。推出机构设计的合理性与可可靠南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 29 页性直接影响到塑料制件的质量，因此，推出机构的设计是注射模设计的一个十分重要的环节。（1）推出脱模机构的设计原则塑件推出是注射成型过程中的最后一个环节，根据制品的形状，复杂程度和注射机推出结构形式设计合适的推出机构，其选用原则如下：1）推出机构应尽量设置在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏好。3）机构简单、动作可靠。4）保证有良好的塑件外观。5）合模时的准确复位。（2）塑件推出的基本方式1）推杆推出推杆推出是一种基本的、也是一常用的塑件推出方式。常用的推十形式有圆形、矩形、阶梯形。2）推件板推出对于轮廓封闭且周长较长的塑件，采用推件板推出机构。推件板推出部分的形状根据塑件形状而定。3）气压推出对于大型深型腔塑件，经常采用或辅助采用气压推出方式。本套模具的推出机构形式较为复杂，全部采用圆形推杆推出。在分型时，斜导柱与侧滑块以完成侧向抽芯与分型之后，受到注射机顶杆的作用，使得带动推件杆向前运动推出塑件使塑件脱离型芯。（3）塑件的推出机构1）带肩的直通式推杆，如图 4.12 所示。每个塑件由 2 根推杆推出，共有 8 根。2）推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/f8 间隙配合。3）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐或高出开腔底面0.05mm0.10mm。4）推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm 的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 30 页不一致而发生卡死现象。5）推杆直径为 5mm，材料选用 T8A 钢，推杆头部需进行淬火处理，硬度在 5458HRC，表面粗糙度在 Ra1.6um 以下。6）由于推杆的顶部是曲面形状，因此在推杆的固定部分用止转销定位。图4.12推杆4.6.2 复位机构的设计复位机构就是在模具闭合时顶出系统的各顶出元件恢复到原来设定的位置，如顶杆、顶管顶块等。他们的端部一般并不直接接触到定模的分型面上，所以模具闭合时并不能驱动他们复位必须靠复位机构使其复位。（1）复位机构基本形式1) 复位杆复位复位杆复位最常用，制造简单，易于安装和调节，复位动作稳定可靠，得到了广泛应用。与顶出元件可同时安装在固定板上，合模时定模分型面推动复位杆并带动顶出系统同时复位。 2) 复位杆与弹簧同时复位在推杆多并且复位力要求大时，弹簧常与复位杆配合使用，以防止复位过程中发生卡滞或推出机构不能准确复位的情况。本套模具有 8 根推杆并且复位力要求也较大，所以考虑把弹簧和复位杆配合使用.属于弹簧先复位机构，在合模时，推杆只要离开注射机顶杆，在弹簧的作用下，推出固定板即带动推出机构完成先复位动作。（2）烤架手柄模具的复位机构1）模具采用了 8 根直径为 15mm,长度 125mm 的复位杆。2）复位杆与动模的的配合精度为H8/f8，材料为 T10A，头部应淬硬5458HRC。3）在合模时，为了避免同定模板发生干扰而合模不严，安装时，复位杆南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 31 页低于动模分型面 0.25的距离。4）弹簧由于受疲劳和受热变形等因素的影响，很容易引起弹簧失效，为此，弹簧应金尽量选长一些，以增加耐疲劳强度，并且在使用过程中及时更换。4.7 结构零部件的设计 4.7.1 支承零部件的设计注射模中的各种固定板、支承板、支承块以及模座等都称为支承零部件，将它们与合模导向机构和推料脱模机构等组装，便可组成注射模架。模架的作用是用来安装和固定注射模中的各种功能机构，设计时各种支承零件必须具有足够的强度和刚度。（1）固定板固定板在模具中起着固定成型零部件、合模导向机构及推出脱模机构等各种结构功能的作用，如动、定模固定板，推件板，推出固定板等。固定板在模具中的工作条件与结构形式和注射成型工艺条件有关。动、定模固定板，推出固定板采用 45 钢；推件板采用 T8A,硬度 54-58HRC。（2）支承板和垫块支承板也叫垫板，对固定板上模具的各零件起着支承作用。垫板垫靠在支承板和模座之间，形成推出脱模机构的运动空间。变更支承板和垫块的厚度，可改变模具的封闭高度，以保证闭合高度和开模行程与注射机规格的匹配。支承板应具有一定的强度和刚度，以免发生变形，引起注射成型时发生溢料或制品偏差。垫块、模座与支承板间可采用六角螺钉固定。支承板和垫块的材料采用45 钢。（3）模座与注射机相联的模具底板称为模座。模座是整个注射模中支承所有零部件的底板，在注射成型过程中传递合模力并承受成型力，应具有足够的强度和刚度，即应具有足够的厚度，不能低于 13。本套模具的模座厚度为 25，达到了使用要求。模座材料也采用 45 钢。4.7.2 导柱导向机构的设计合模导向机构在注射模中，用来保证动模和定模或模内其他零部件之间准确南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 32 页对合。在模具中起定位、导向和承受一定的侧压力的作用，导向机构主要有导柱导向、销和锥面等定种形式。导向机构要求导向精确，定位准确，并且有足够的强度刚度和耐磨性。本套模具采用导柱导套导向机构，它是利用导柱与导套间的配合来保证模具的对合精度。4.7.2.1 导柱的设计（1）导柱的设计要点1）直径根据模具大小而定，表面耐磨，芯部坚韧，有足够的强度，故多采用低碳钢（ 20）渗碳淬火或碳素工具钢（ T8A、10）淬火处理，硬度5055HRC。2）导柱的长度通常高出凸模端面68mm 以免导柱末端导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。3）导柱端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利进入导向孔。4）导柱的配合精度，导柱与导向孔通常采用间隙配合H7/f6 或 H8/f8,而与安装孔则采用过度配合 H7/m6 或 H7/k6，配合部分表面粗糙度Ra=0.8m。并需要采用适当的固定方法防止导柱从安装孔中脱出。5）导柱直径尺寸按模具外形尺寸而定，模板尺寸越大，导柱间中心距应越大，所选导柱直径也越大。（2）导柱的数量与布置对标准模架，其导柱数量及布置一般都是确定的。本套模具采用的是标准导柱数量为 4 个，对称布置，导向精度很高。4.7.2.2 导套的设计使用导套的目的是导柱孔磨损之后便于更换。有 A、B 两种常用的导套结构，本套模具使用的是带台阶的那种。导套与固定孔间采用的是过渡配合 H7/m6。4.8 排气与冷却系统的设计 4.8.1 排气系统的设计为了使塑料熔体顺利充填模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因所产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、凹陷、熔接不牢、表面轮廓不清晰等缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 33 页此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。该套模具是属小型模具，排气量很小，而且分型面比较多，在齿轮型腔部队还设置了 8 根推杆，因此设计不单独开设排气槽。4.8.2 冷却系统的设计在注塑成型过程中，模具温度直接影响塑料的充填和塑件的定型，也直接影响注射周期和塑件的质量。因此，通常必须进行模具的有效冷却，使模具温度保持在一定的范围内。模具的冷却就是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量，尽可能迅速、并最大程度地导出，以使塑件以较快的速度冷却固化，冷却的效果直接决定着塑件的质量和注射效率。模具的冷却效果是指塑件冷却固化过程中，在限定时间内，冷却系统带出热量的多少和模具温度的均匀程度。 4.8.2.1 冷却水道的开设原则（1）冷却水道与成型面各处距离要相等，排列与成型面的形状相符，保证冷却均匀防止冷却不均变形。（2）冷却水道应使成型零件表面冷却均匀，模具温差不大。（3）冷却水道的距离要适当保持在1525mm 左右，直径一般取（812mm）之间。（4）浇口与喷嘴直接接触，温度最高，冷却水道应从高温区向低温区流动。（5）冷却系统防止漏水，尤其不能渗入成型区域。（6）动定模分别设计冷却系统，循环式冷却水道中冷却介质的冷却路线应相等。（7）冷却水道尽量避开塑件可能产生熔接痕的部位，进出水嘴设在不影响操作的部位，常设在注射机操作位置的对面或模具的下面。（8）模具总体设计的过程中，兼顾冷却水道的设计，留出冷却水道的布置空间，同时设计冷却水道时要考虑节约用水原则。必要时设置冷却水的循环供水装置。4.8.2.2 冷却水道形式及连通方式（1）冷却介质由于水的热容量大、传热系数大、成本低、使用方便、冷却效果好等特点，南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 34 页冷却介质普遍采用水作冷却介质。因此，本套模具也采用水作为冷却介质。（2）冷却水道的形式本套模具采用沟道式冷却的冷却水道形式，它是直接在模具的模板上钻孔，通入冷却介质。其特点是冷却介质直接接触模体，传导热量，结构简单，冷却效果较好。模具采用串联形式的的连通方式。冷却水从入口处流入直径始终相等的水道，并依次串联通过成型区带走热量从出口处流出。4.8.3 型腔和型芯的冷却综合考虑冷却水道的开设原则、冷却水道的形式及连通方式，型腔和型芯冷却水道的设计及水道的布置如图4.13 所示：（a）型腔（b）型芯图 4.13 型腔、型芯冷却水道南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 35 页第五章 Pro/E 和 Moldflow 软件的应用5.1 应用 Pro/E 软件 3D 分模5.1.1 模具设计流程（1）创建模具模型读取预先设计好的零件作为参考零件，根据设计确定的型腔数及型腔间距，调整零件的摆放位置。然后创建模胚，从而形成一个模具模型。（2）设置模具模型的收缩率可按尺寸或比例两种方式设置模具模型的收缩率，一般是按尺寸方式设置收缩率。（3）创建模型总分型面根据设计确定的分型面，结合零件在模具模型中的位置，以拉伸的方法创建模具模型的分型面。（4）创建镶件、侧滑声块的体积块分型面（5）根据模型分型面和体积块分割模块（6）抽取模具体积块并产生实体模具元件（7）模拟充填型腔来产生成型浇注件（8）定义开模的步骤5.1.2 烤架手柄塑料模的设计步骤（1）创建新的文件夹【在资源管理器下创建新的文件夹，文件名设为handle_mold】【将烤架手柄零件 handle 复制至此文件夹中】【进入 Pro/E 系统】点击文件 /设置工作目录【选目录 handle_mold 后确定】（2）创建一个新的模具文件【单击工具栏中创建新文件的图标】【在类型字段中选制造，子类型字段选模具型腔，键入文件名称handle_mfg 后单击确定】【画面显示模具坐标系及基准平面】南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 36 页（3）创建模具模型1）读取设计好的零件作为参考零件模具模型装配参考模型【选取参考零件： handle.PRT 打开】【单击对话框中的缺省图标，然后单击确定】【参考模型中选择按参照合并，后单击确定】2）定位参考零件重定义布局调整数值【型腔布置中选择重定义】【在布局中选择可变，输入一模四腔调整的合理数值】【浏览后单击确定】如图 5.1 所示。图 5.1 一模四腔3）创建毛胚创建工件【手动输入胚料名称 handle_wrk_mold 单击确定】【单击创建特征确定】【在型腔布局的中部创建一平面】【用拉深的方式创建出长 250 宽 250 高 90 的毛胚】（4）设置收缩率南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 37 页收缩按尺寸设置/复位【收缩选按尺寸】【选择一个参考零件设置收缩率为 1.6% 确定】（5）设计分型面1）主分型面的设计【增加复制与成型零件相关的曲面应用侧面影像线修剪曲面把曲面延拓到工件表面】【选定已做好的分型面用镜向合并】如图 5.2 所示。图 5.2 烤架手柄分型面2）镶件分型面的设计【增加复制四棱柱的内孔表面】【增加拉伸与内孔表面突出部分下端重合的体积块合并曲面】用同样的方法设计其它三个镶件分型面3）侧滑块分型面的设计【增加复制与成型零件相关的表面】【拉伸产生一个大体形状的长方体】【合并拉伸的分型面与复制面在一起】用镜向命令复制另一个侧块分型面南京工程学院毕业设计说明书（论文）第 38 页（6）以分型面拆出模具体积1）拆出侧滑块体积块【模具体积块分割】【两个体积块所有工件完成】【选取侧滑块分型面完成选取】【在分割对话框中单击 OK】【分别输入侧滑块名称 handle_slide、另一个名称 handle_body】2）拆出型腔型芯体积块【模具体积块分割】【两个体积块模具体积块完成】【选取 bady 体积块完成选取】【选取总分型面完成选取】【在分割对话框中单击 OK】【分别输入型腔名称 handle_cavity、型芯名称 handle_core】3）拆出镶件体积块【模具体积块分割】【一个体积块模具体积块完成】【选取型芯体积块完成选取】【选取镶件分型面完成选取】【在分割对话框中单击 OK】【输入镶件的名称 handle_insect】（7）产生模具元件模具组件抽取【单击全选图标后确定】【则左面窗口的模型树多出了型腔、型芯、侧滑块

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