电风扇模具设计.doc

毕业设计(论文)题 目 电风扇注射成型模具 学院名称 机械工程学院 指导教师 职 称 班 级 模具 学 号 学生姓名 摘要： 本文介绍了是模具结构设计，内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则以及产品的简介。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注射机的选用，浇注系统设计等方面。在注塑成型行业，快速上市的要求越来越紧迫。它对使用CAD工具建模是一种巨大的挑战。注塑模包括由不同组件组成的许多标准元件，例如，模板、定位环、浇口衬套、顶料销、冷却水管和塞子等。类似的模型结构性增强使某些元件的标准化成为值得关注的课题。标准元件成批生产，因而降低了制造成本。注塑模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。关键词：塑料，注塑模，注塑机Abstract: In this paper,it is introduction the design of the structure of the mold.It is including the working theory and application of a plastic injection mold,the design princible,and the introducing of production.The design calculation of the plastic mold is including the design of the mold,the selecting of plastic injection mold machine,and the pour system design etc. In plastic injection molding industry, the time-to-market is more and more compressed. This has created a great challenge in building molds with CAD tools. An injection mold consists of many standard components in different subassemblies, such as moldbase plates, locating rings, sprue bushings, ejector pins, hose nipples, and plugs. The similarity of the structural build-up of molds makes certain standardization desirable. This permits standard components to be produced in quantity and thereby reduce manufacturing costs. The plastic mold also name injects the mold, it takes shape theprinciple is the plastic from casting machine delivers in thematerial tube which heats up, after the process heats up the meltingto assume the flow regime, in the plunger and under the screw rodimpetus, fuses the plastic to compress and the forward motion, thenpours into in a temperature lower closed cavity through the materialtube in front of spray nozzle by the very quick speed, the fillingcavity melt material in the bearing situation, solidifies aftercooling then maintains the shape which the mold cavity entrusts with,then opens the mold minute to obtain takes shape models. Like this hascompleted a cyclical production process in the operation.Usually, takes shape the cycle to be different from several seconds toseveral minutes, the time length is decided to models a size, theshape and thickness, the mold structure, the injection machine typeand the plastic variety and takes shape factor and so on craftcondition. Key Words: Plastic, Plastic injection mold, plastic injection mold machine.引言模具是现代化工业生产的重要工业设备。在国民经济的各个工业生产部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。采用模具生产零、部件具有生产效率高、质量稳定，一致性好，节省原材料和能源，生产成本低等优点，模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种发展和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术经济水平。目前，模具已成为衡量一个国家、一个地区、一家企业制造水平的重要标志之一。 我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的，作为注射成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。注塑过程说明：模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。 电风扇模具设计一塑件成型工艺性分析1. 塑件分析（1）塑件名称：电风扇，如图1.1所示。 图1.1 电风扇（2）材料：聚苯乙烯（P）。（3）生产批量：大批量。（4）塑件结构及成型分析精度等级：采用六级精度。脱模斜度：为使成型的塑件顺利地推出模具型腔，沿分型面垂直的方向的所有内外表面必须设计一定值的脱模斜度，常用塑件的脱模斜度值，见表1.1。表1.1 常用塑件的脱模斜度类别精度级中级普通级6，12，1518，301，1.5，2，3，5该塑件壁厚为3，其脱模斜度为2。由于该塑件没有特殊狭窄细小部位，所用塑料为PS，流动性极好，注射冲型流畅，所以塑件外形没有放脱模斜度。2. 塑件原材料P的性能分析（1）使用性能 它是目前最理想的高频绝缘材料。它的吸水性很小。 PS的化学稳定性优良，对一定浓度的酸、碱、盐、醇类和动植物油的抵抗力都很强，但对汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂的抵抗力很差。它的透明性很好，透光性很好，透光率很高，光学性能仅次于有机玻璃。它的着色能力很好。它主要用于制造高频插座、骨架、电容器、微波元件的介质材料、指示灯罩、日用品以及包装用的泡沫塑料等。（2）成型性能1）吸水性极小，成型前可不予干燥。2）性脆易裂，热胀系数大，容易产生内应力。3）流动性很好，应注意模具间隙，防止出现飞边。4）可用柱塞式或螺杆式注射机成型，为防止淌料，建议采用直通式或自锁式喷嘴。5）宜用高料温、高模温、低注射压力，延长注射时间，以利于降低内应力，防止缩孔及变形。但料温过高，容易出现银丝，料温低或脱模剂多，则塑件透明性差。6）可采用各种形式的浇口。（3）主要性能指标：P的主要性能指标见表1.2所示。表1.2 P的主要性能指标密度（g/cm3）1.041.06抗拉屈服强度b（Mpa）3563质量体积v（cm3/g）0.940.96拉伸弹性模量E1（Mpa）67.5吸水率24h（%）0.030.05抗弯强度w（Mpa）6198计算收缩率s（%）0.60.8硬度HBM6580熔点t（）131165击穿强度E（kvmm-1）19.727.53. PS成型塑件的主要缺陷及消除措施（1）缺陷 PS的耐热性不高，耐磨性较差，质地较脆，塑件由于内应力而易开裂，仅能于低负荷和不高的温度（6075）下使用。（2）消除措施加大流道，浇口，喷嘴，增大注射压力。4. 塑件模塑成型工艺参数的确定PS注射成型工艺参数见表1.3，试模时，可根据实际情况作适当调整。表1.3 聚苯乙烯（PS）注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t：110120成型时间（s）注射时间1545时间：812h高压时间03料筒温度t（）后段140160冷却时间1560前段170190总周期40120注射成形机类型柱塞式螺杆转速（r/min）48适用注射机类型柱塞、螺杆均可后处理方法红外线灯、烘箱模具温度t（）3265温度（t/）70注射压力p（MPa）60110时间（/h）24二. 拟订模具结构形式1. 分型面位置的确定分型面为定模与动模的分界面。每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好地成型的先决条件。在塑件设计阶段，就应该考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。（1）分型面的选择原则1）分型面应选择在塑件的最大截面处。2）不影响商塑件外观质量，尤其是对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响。3）有利于保证塑件的精度要求，便于嵌件的安装。4）便于塑件的脱模，尽可能使塑件留在动模一侧。5）有利于模具加工，特别是型腔的加工。6）尽可能满足塑件的使用要求。7）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积，以减小所需锁模力。8）长型芯应置于开模方向。9）有利于排气，有利于简化模具结构。10）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设置。（2）分型面选择方案该塑件为电风扇，外观要求要美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求高，在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能否顺利取出塑件，模具结构相对简单，塑件成型精度可靠，采用上下分型。该塑件在进行塑件设计时充分考虑上述原则，同时从所提供的塑件图样可看出该塑件的分型面确定在电风扇叶的中间曲面上。2. 确定型腔数量及排列方式当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。一般来说，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高，但对于大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构。该选择方案如下：（1）单型腔单分型面通过上一步分型面的分析，采用上下单分型面比较合适，不会影响塑件的外观质量。采用单型腔是因为塑件的体积较大，通过Pro/E建模分析可知，塑件体积为176cm3，塑件质量为185g。因此注射量比较大，分型面的面积很大，锁模力也比较大，精度要求较高，适合于采用单型腔单分型面的模具。（2)单型腔多分型面前面左右分型讨论过会影响塑件的外观质量，增加模具的复杂程度。（3）多型腔单分型面多型腔会提高生产效率，但会影响塑件的精度，增大对设备的要求，比如注塑机的注射量以及锁模力，都要成倍增加。还有该塑件体积已经很大了，再采用多型腔模具会带来加工困难，因此不适合采用多型腔单分型面的形式。故由此初步拟订采用一模一腔的结构形式。3. 模具结构形式的确定该塑件外观质量要求较高，从该塑件的外部特征可以看出塑件属于大面积塑件。因为注射机采用延伸式喷嘴，所以浇口采用中心浇口中的盘形浇口。为使喷嘴内的塑料保持熔融状态，防止喷嘴前端受冷而堵塞，必须安装外加热器。为避免喷嘴热量过多得传给低温型腔，不许再用有效的绝热措施，如：塑料绝热和空气绝热，这里采用空气绝热的方式。此外，还应使模具不易变形。本模具采用一模一腔，型腔布置在模具中间，推杆和推管推出塑件，流道采用平衡式，浇口采用中心浇口中的盘形浇口。定模不需要设置分型面，动模采用一块模板，设置推杆和推管推出机构。因些基本上可确定模具结构形式为A型带推杆的单分型面注射模，即选用模架A1的结构形式。三. 注射机型号的确定注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据塑件的尺寸大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。1. 所需注射量的计算（1）塑件质量、体积的计算对于该设计，根据塑件建立模型并对此模型通过PRO/E建模分析得：塑件体积 V1 176 cm3塑件质量 m1= v1 = 1.05 g / cm3 176 cm3 =185g 流到凝料的质量2 为未知数，可按塑件质量的0.6倍来计算，从上述分析中确定为一模一腔,所以注射量为：m=1.6nm1= 1.61185 = 296g（2）浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件的0.6倍来计算，从上述分析中确定为一模一腔,所以浇注系统凝料体积为：V2=V10.6=1760.6=105.6 cm3该模具一次注射所需塑料PS：体积 V0=V1+V2=176+105.6=281.62. 注射机型号的选定近年来我国引进注射机型号很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明书上标明的技术参数。塑件和流道凝料在分型面上的投影面积，以及所需锁模力的计算。流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍0.5倍，因此可用0.35A1来进行估算,所以A =A1 + A2 =A1 + 0.35A1 = 1.35 A1 =1.3558162=78518.7 mm2 式中 A1 = /4 d2 -7080 =3.14/42852-7080=58162 mm2FM = A P型 =78518.725 =1962967.5 N= 1962.9675 KN式中，型腔压力取25P型MPa（因为是壁厚均匀，容易成型的塑件）。根据以上的注射量和锁模力的计算值初步选定型号为SZ-1250/4000型卧式注射机，其主要技术参数见表1-3所示。表1-3 SZ-1250/4000型注射机主要技术参数理论容量（cm3）1307锁模力（KN）4000螺杆直径（mm）80拉杆内间距（mm）750750注射压力（Mpa）154移模行程（mm）750注射速率（g/s）410塑化能力（g/s）65螺杆转速（r/min）10170最小模厚（mm）380定位孔直径（mm）200（深25）喷嘴球半径（mm）203. 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核（1）注射机型腔数量的校核按注射机的最大注射量校核型腔数量n（KG m2） / m1 = (0.8500-0.6185)/185=1.56 1 型腔数校核合格。式中 K-注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般取0.8； G-注射机允许的最大注射量,取500g。 m1-单个塑件的质量和体积（g或cm3），取m1=185g； m2-浇注系统所需塑料质量和体积（g或cm3），取0.6m1。（2）注射机工艺参数的校核1）注射量校核注射量以容积表示 最大注射容积为Vmax =V = 0.751000 = 750 cm3式中 Vmax-模具型腔和流道的最大容积（cm3）；V-指定型号与规格的注射机注射容量容积（cm3），该注射机为1000 cm3；-注射系数，取0.750.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可取0.75，该处取0.75。倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥塑料在料筒中停留时间会过长。所以最小注射量容积Vmin= 0.25V = 0.251000 = 250cm3。故每次注射的实际注射量容积V应满足VminVVmax，而V281.6cm3，符合要求。2）注射压力的校核 该项工作是校核所选注射机的额定压力Pe能否满足塑件成型时所需要的注射力P0。 PeK P0 =1.390=117 Mpa，注射压力校核合格。式中 k-注射压力安全系数，常取K=1.25.4，这里取1.3； P0-取130Mpa。3）锁模力校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑件熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即FK0AP型=1.21963 =2355.6KN式中，P型-型腔的平均压力；K0-锁模力安全系数，常取K0=1.11.2,这里取1.2。（3)安装尺寸校核1）喷嘴尺寸主流道的小端直径D大于注射机喷嘴d,通常为 D = d + ( 0.51 ) mm = 5.5+( 0.51 )=66.5mm 对于该模具d=5mm，取D=6mm，符合要求。主流道入口的凹球面SR0应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为 SR0 = SR +（12）mm = 22 mm对于该模具SR = 20mm，取SR0 = 22mm，符合要求。2）定位圈尺寸注射机定位孔尺寸为2000+0.10mm，定位圈取200-0.2-0.4mm，两者之间呈较松动的间隙配合，符合要求。其它安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。四. 浇注系统形式和浇口设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，它的作用是将熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。1.主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形式为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。（1）主流道尺寸1）主流道小端直径 D = 注射机喷嘴直径 +（0.51） = 5 .5+（0.51）=66.5，取D =6mm。2）主流道球面半径 SR0 = 注射机喷嘴球头半径 +（12） = 20 +（12），取SR0 = 22mm。 3）球面配合高度 H = 3mm 5mm，取H = 5 mm。 4）主流道长度 尽量小于60mm，由标准模架结合该模具的结构，取L = 70mm。主流道锥角一般在2 4 范围内选取，该设计中主流道锥角取3。（2）主流道衬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，对材料要求较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效地选用优质钢材进行加工和热处理。主流道衬套采用碳素工具钢T10钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC57HRC。本设计为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈设计成分体式，主流道衬套如图1.2所示：图1.2 主流道衬套（3）主流道凝料体积 q主=(/4)dn2L=(/4)(6+10)/2240=2009.6mm3=2cm32浇口的设计 浇口是连接流道与型腔之间的一段细长流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑件后，浇口应按要求迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体回流。浇口的截面积通常为分流道截面积的0.070.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为0.5mm2.0mm。浇口尺寸一般根据经验确定其下限，然后在试模时逐步修正。（1）浇口类型与位置的确定该模具是中小型塑件的单型腔模具，同时从所提供的塑件图中可看出，在中部15的型芯上设置盘形浇口比较合适。盘形浇口开设在垂直分型面上，从型腔中心进料盘形浇口是典型的浇口，能很方便的调整模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而又称为标准浇口。这种浇口是直接浇口的变异形式,塑料熔体从中心的环形四周进料,塑件不会产生熔接纹,型芯受力均匀,空气能够顺利排出,它是广泛使用的一种浇口形式. （2）浇口结构尺寸的经验计算浇口深度和宽度经验计算取 h=0.5mm=0.05cm W=1mm=0.1cm五.浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的流道的长度相等，开头及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。六. 普通浇注系统截面尺寸的计算与校核1.确定适当的剪切速率(1)主流道：=5102s-15103 s-1(2)盘形浇口G=5103 5104 s-12确定体积流率（浇注系统中各q值是不相同的）（1）主流道体积流率qs因塑件小，即使是一模一腔的模具结构，所需注射塑料熔体的体积也还是比较小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道体积流率并不大，取s=103 s-1代入得qs=Rs3/4=0.253103=12.265cm3/s3校核各处剪切速率（1）浇口剪切速率G=6v3/wh2=653.5/0.240.182=4.128104s2采用经验公式=3.3qv/Rn3=4498s-1在51025103之间，剪切速率校核合格. （2）主流道剪切速率s=3.3qs/Rn3=3.3111.119/(0.2975)3=4435s-15103s-1七.成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用,应具有足够的强度与刚度,如果型腔侧壁和底板厚度过小,可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏;也可能因刚度不足而产生挠曲变形,导致溢料飞边,降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。1.型腔内形尺寸D腔1=(ds+dsQcp-xs) =（100+1000.007-0.50.56） =100.42D腔2=(Ds+DsQcp+xs) =（21+210.007-0.50.56）=20.8672.型腔深度尺寸H腔1=(hs+hsQcp-xs) =（35+350.007-050.56） =34.965H腔2=(hs+hsQcp-xs) =（28+280.007-0.50.56） =27.9163.型芯外形尺寸d凸1=(Ds+DsQcp+xs) =（94+940.007+0.50.56） =94.938d凸2=(Ds+DsQcp+xs) =（25+250.007+0.50.56） =25.455d凸3=(Ds+DsQcp+xs) =（15+150.007+0.50.56） =15.3854.型芯高度尺寸h凸1=(Hs+HsQcp+xs) =（28+280.007+0.28） =28.476h凸2=(Hs+HsQcp+xs) =（2+20.007+0.28） =2.294h凸3=(Hs+HsQcp+xs) =（33+330.007+0.28）=33.511式中 Qcp-塑件的平均收缩率，HPVC为1.05%; x-取值为0.5 s-塑件的尺寸公差，见上塑件尺寸公差； -模具成型零件制造误差（其他误差忽略），当尺寸小于50mm时，取1/4；当塑件尺寸大于50mm时，取1/5.八、模架的确定和标准件的选用1、模架的确定和标准件的选用以上内容计算确定之后，便可根据计算结果选定模架。在学校设计时，模架部分可参照各模板标准尺寸来绘图；在生产现声场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格及标准代号，这样能大大缩短模具的制造周期，提高企业经济效益。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或者说刚度的计算，以校核所选模架是否适当，尤其是对大型模具，这一点尤其重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为A1型、模架尺寸为500mm500mm的标准模架，可符合要求。模具上所用的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模块。（1）定模座板尺寸（630mm500mm、厚40mm）塑件高35；定模座板是模具与注射机连接固定板，材料为45钢（2）定模板（500mm500mm，厚40mm）用于固定型芯、导套。固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45或Q235制成，最好调质230HB270HB.（3）支承板（500mm500mm,厚125mm）支承板应具有较高的平行度和硬度。该套模具的圆柱型芯固定在支承板上，同时通过四个沉头螺钉固定在支承板上面，因此又起到了动模固定板的作用，所以用材料45钢较好，调质230HB270HB.其上的导柱固定孔与导柱为H7/K6配合。（4）垫块（80mm400mm,厚125mm）1）主要作用在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。2）结构形式可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。3）垫块的材料垫块材料为Q235A，也可用HT200、球墨铸铁等。该模具垫块采用Q235A制造。4）垫块的高度h： H=h1+h2+h3+s+=35+40+25+（510）=105110mm式中 h1- 顶出板限位钉的厚度，该模具没有采用限位钉，故其值为0； h2-推板厚度，为35mm; h3-推板固定板厚度，为40mm; s-推出行程，为25mm; -推出行程富余量，一般为5mm10mm（5）动模座板（630mm500mm,厚40mm）材料为45钢，其上的注射机顶杆为5mm。其上的推杆导柱孔与导柱采用H7/n6配合。上述尺寸确定之后，就可以确定模架序号为5号，板面尺寸为500500，模架结构形式为A1的标准模架。从选定模架可知，模架外形尺寸：宽长高=500500430。2、注射机安装模具部分相关尺寸的校核（1）模具厚度模具厚度Hm也称模具闭合高度，必须满足Hmin Hm Hmax式中，Hmin-注射机允许的最小模具厚度，即动定模之间的最小开合距离； Hmax-注射机允许的最大模具厚度。模具高度430，380430 合格。（2）模具长、宽尺寸与注射机拉杆距离的关系模具安装有两种方式，即从注射机上方直接吊入机内安装，或者先吊到侧面推入机内安装，为安装方便，应使模具尺寸与注射机拉杆间距离（拉杆中心距-拉杆直径）小于10mm。模具平面尺寸500500750750(拉杆内向距)，合格。3.开模行程校核与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按下列方法进得校核。H=H1+H2+（510）mmS式中，H1-推出距离（脱模距离）（mm）； H2-包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。模具开模所需行程=33(型芯高度)+35（塑件高度）+(510)=7378)750(注射机移模行程)，合格。其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足使用要求。九、合模导向机构的设计当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。 1导向机构的功用（1）定位作用：模具合模时，导向机构可以保证动、定模正确的位置，以便使模具型腔的形状和尺寸精确；另外，导向机构在模具的装配过程中也起定位作用，方便模具的装配和调整。（2）导向作用：合模时，模具的导向零件首先接触，引导动、定模准确合模，避免由于某种原因，使得型芯或型腔错误接触而造成的损坏。（3）承受一定的侧向压力：塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的，型腔的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非平衡进料形式，就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一定的侧向压力。通常有导向机构就足够动、定模之间的正确定位了。但由于导套和导柱之间存在间隙，所以对于薄壁、精密塑件的注塑模具，仅有导柱导向机构是不够的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，以满足精密定位和同轴度的要求。2.导向机构的总体设计（1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。（2）该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置。（3）该模具导柱安装在支承板和模套上，导套安装在定模固定板上。（4）为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。（5）在合模时，应保证导向零件首先接触，避免型芯先进入型腔，导致模具损坏。（6）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度的要求。3.导柱的设计（1）该模具采用带头导柱，不加油槽，如图1.3所示图1.3 导柱（2）导柱的长度必须比型芯端面高出6mm8mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。（3）为使导柱能顺利的进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。（4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证模具有足够的抗弯强度。（5）导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱子滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合。（6）导柱工作部分的表面粗糙度为Ra=0.4m.（7）导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8AT、10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50以上。（8）导柱设置在动模一侧可以起到保护型芯及塑件脱模时，支撑推件板的作用，设置在定模一侧可以起到方便塑件脱模支撑浇道板的作用，在设计中，应根据具体情况，来选择导柱的设置，但一般设置在动模一侧。（9）导柱应该合理均匀地分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的直径应根据模具的尺寸来选取，关于导柱的直径的选取和布置的位置可参考标准模架来选取。为了不使模具在装配或合模时将方向搞错，导柱的布置方式常采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱的对称布置方式。4.导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用结构形式有两种：直导套、带头导套。（1）结构形式。该模具采用带头导套如图1.4所示 图1.4 导套（2）导套的端面应倒成圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。（3）导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.4m。（4）导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制成，该模具中采用T8A。5推板导柱与导套设计该套模具采用推板导柱固定在动模座板上的形式。推板导柱除了起导向作用外，还支撑着支承板，从面改善了支承板的受力状况，大大提高了支承板的刚性。该模具设置了4套推板导柱与导套，它们之间采用了H8/f9配合，其形状与尺寸配合如图1.5所示。图1.5 推板导柱与导套十、脱模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上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。1.脱模推出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，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时就遵循下列原则。（1） 因为塑料收缩时抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模；（2） 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强条、凸缘、厚壁等处，作用面积也尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏；（3） 为保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位；（4） 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.050.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。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、也是一种常用的塑件推出方式。常用的推杆形式有圆形、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。本套模具有推出机构形式较为简单，采用推杆和推管配合推出。3.塑件的推出机构（1）推杆1）推杆应设在脱模阻力最大的地方。2）在保证塑件的质量和顺利推出的情况下，推杆的数量不宜过多；推杆应均匀布置，使塑件受力平衡；推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，如无法避开侧抽芯，应设置先复位机构。3）推杆应设在塑件强度、刚度较大的地方。4）推杆的直径不宜过细，过细推杆应进行强度和风度的校核。推杆采用标准型 。5）推杆直径志模板上的推杆采有H8/f8间隙配合。6）推杆应设置在塑件的内部表面上，通常推杆装入模具后，其端面与型腔底面平齐或高出型腔底面0.05mm0.10mm，以免在塑件上留下凸台。7)推杆与模具的配合间隙可以起排气的作用，间隙值应小于塑料的溢料间隙值。推杆与推杆固定板，通常采用0.5mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引的轴线不一致而发生卡死现象。8）推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度为Ra=0.8m。（2）推管1）推管接触的塑件壁厚（即推管的壁厚）一般不宜小于1.5mm。该设计推管壁厚为3mm。2）推管的头部应淬硬，最小淬硬长度应大于与凹模的配合长度与推出距离之和。4推出机构的导向与复位为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，推出机构需要设计导向装置；而在每次全模后，推出机构要回到原来的位置上，以组成完整的型腔，推出机构需要设计复位装置。（1）推出机构的导向装置推出机构的导向装置有两种，一种是有导柱与导套的配合，另一种是无导柱与导套的配合。有导柱与导套的配合，延长了导向的寿命，而且推板导柱还起着支承动模支承板的作用，可提高支承板的刚性，适用于生产批量大，模具尺寸大的场合；无导柱与导套的配合，适用于生产较小批量塑件的小型模具。推板导柱的数量依据模具的大小而定，至少要设置两根，大型模具在装四根。本设计采用有导柱与导套的配合，推板导柱的数量为两根。（2）推出机构的复位装置为了使模具的推出机构在合模后能回到原来的位置，需设置复位装置。模具无活动嵌件、斜滑块装置，其推出装置用模具的复位杆复位即可。但模具如果装有活动嵌件或滑块复位发生干涉时，就需要安装先复位装置。十一、模具的温度调节系统模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺的不同，对模具的温度也要求不同。一般的塑料都需在200左右的温度由注射机的喷嘴注射到模具内，熔体在60左右的模具内固化、脱模，其热量除少数辐射、对流到大气环境以外，大部分是由通入模具内的冷却水给带走。 在注射成形过程中，开始注射时模具是冷的，由于注入型腔内的塑料温度影响，模具温度逐渐升高根据注射的成形材料不同，模具温度也不同。由于成形时要求模具有一定的温度，若模温过高或过低都会影响塑件质量，产生缩孔、变形等缺陷（见下表）不正常模温对塑件质量的影响模具温度塑件质量情况现 象过高缩孔在壁厚部分，加强筋或者出部分的面上有坑，这是容易冷却的地方先硬化，尚未冷却的地方继续收缩，而产生坑。一模具温度过高易产生缩孔。溢料因为模具有间隙，当模具温度过高，型腔内的塑料粘度低，流动大，易从隙缝溢料。不均匀变形塑料的各部位冷却速度不均匀，造成收缩不一致，因而产生变形。过低填充不良因为模具温度过低，型腔内的塑料粘度高难以流动造成填充不足熔接痕两股以上的料流汇合时由于模温低，易产生不能完全熔合而出现有毛发状的细线纹。表面不光泽出现表面不十分光泽的情况温度调整不当机械性能不良当模温偏高或偏低时，地一些结晶性塑料，由于结晶化不良，易造成机械性能不良。所以模具设计时必须考虑冷却或加热装置来调节模具温度。一般当成形时料温不足，为了使模具达到成形要求的模温，则应考虑加热装置，或成形厚壁塑件则需加热；当料温使模温超过成形要求时，则应考虑冷却装置。另外，在个别情况时也需冷却及加热同时使用或交替使用。一般成形热塑性塑料，模具常需冷却。热固性塑料注射成形时则必须加热。各种塑料成形需用模具温度通常是根据塑料品种，塑件厚度，结晶性塑料所要求的性能而定。本设计所用塑料为热塑性塑料，所以模具需考虑冷却装置。模具设置冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变