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机械毕业设计全套
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MJZ01-104@按钮注射模设计,机械毕业设计全套
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湖 南 工 学 院 机械工程系模具专业 2006 届 毕 业 设 计 说 明 书 设计课题 横排地漏封水筒注塑模 模具 专业 03 级 01 班 姓名 李 璐 指导老师 张蓉 职称 副教授 2006 年 02 月 20 日 nts目录 引言 1 设计指导书 2 设计说明书 4 一、塑件的分析 6 二、分型面的设计 9 三、型腔数目确定 10 四、型腔布局 11 五、分型面与排气系统设计 12 六、浇注系统设计 16 七、成型零件设计 18 八、导向机构设计 19 九、脱模机构设计 22 十、模温调节与冷却系统设计 25 十一、注射模与注射机的关系 26 十二、设计小结 30 十三、参考资料 31 nts引 言 本说明书为我机械系 2006 届模具专业毕业生毕业设计说明书，意在对我专业的学生在大学期间所学专业知识的综合考察、评估。要在有限的时间内单独完成设 计。也是在走上工作岗位前的一次考察。 本设计说明书是本人完全根据塑料模具技术手册的要求形式及相关的工艺编写的。说明书的内容包括：毕业设计要求，设计课题，设计过程，设计体会及参考文献等。 编写说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计的方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，型腔及型芯的计算，塑料脱模机构的设计，调温系统的设计等。 在编写设计说明书前，得到钱教授的悉心指导；在编写过程中，又得到同学的热情帮助和指点，在此谨以致意。 由于本人水平实在有限，编写过程中错误难免会有的，且漏 洞百出，敬请老师批评指正，以免在以后的工作中减少类似的错误，在此先谢谢了！ 设计者： 李 璐 2006年 5月 23日 nts设计指导书 1.设计前应明确的事项 （ 1）明确制品的几何形状及使用要求。对于形状复杂的制品，有时除看懂其图样外，还需 参考产品模型或样品，考虑塑料的种类及制品的成型收缩率、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、允许变形范围等范围，即充分了解制品的使用要求，因为这不仅是模具设计的主要依据，而且还是减少模具设计者与产品设计者已意见分歧的手段。 （ 2）估算制品的体积和重量及确定成型总体方案。计算制品重量的目的在于选择设备和确定成型总体方案。成型总体方案包括确定模具的机构形式，型腔数目，制品成型的自动化程度，采用流道的形式（冷流道或热流道），制品的侧向型孔是同时成型还是后序加工，侧凹的脱模方式等。 （ 3）明确注射成型机的型号和规则。只有确 定采用什么型号和规则的注射成型机，在模具设计时才能对模具上与注射机有关的结构和尺寸的数据进行校核。 （ 4）检查制品的工艺性。对制品进行成型前的工艺性检查，以确认制品的各个细小部分是否均符合注射成型的工艺性条件。 2.基本程序 模具及其操作必须满足各种要求，其模具设计的最佳方法是综合考虑，系统制定设计方案，模具设计流程图表示了各条件间的相互关系，以及必须满足主功能的边界条件和附加条件的关系。 3.注射模设计审核要点 (1)基本结构审核 1)模具的结构和基本参数是否与注射机规格匹配。 2)模具是否具有合模道向机 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及尺寸是否合适，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）是否会与凸模咬合。 7)是否需要排气结构，如果需要，其设置情况是否合理。 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。温控元件随是否足够，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)支承零部件结构设计是否合理。 10)外形尺寸能否保证安装，紧固方式选择是否合理可靠，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孔。 (2)设计图样审核要点 1)装配图。零部件的装配关系是否明确，配合代号标注得是否恰当合理，零件标注是否齐全，与明细表中的序号是否对应，有关的必要说明是否具有明确的标记，整个模具的标准化程度如何。 2)零件图。零件号、名称、加工数量是否有确切的标注，尺寸公差和形位公差标注是否合理齐合。成型零件容易磨损是部位是否预留了修磨量。哪些零件具有超高精度要求，这种要求是否合理。各个零件的材料选择是否恰当，热处理要求和表面粗糙度要求是否合理。 3)制图方法。 制图方法是否正确，是否合乎有关规范标准（包括工厂企业的规范标准）。图面表达的几何图形与技术内容是否容易理解。 nts(3)模具设计质量审核要点 1)设计模具时，是否正确地考虑了塑料原材料的工艺特性、成型性能，以及注射机类型可对成型质量产生的影响。对成型过程中可能 产生的缺陷是否在模具设计时采取了相应的预防措施。 2)是否考虑了制品对模具导向精度的要求，导向结果设计得是否合理。 3)成型零部件的工作尺寸计算是否合理，能否保证制品的精度，其本身是否具有足够的强度和刚度。 4)支撑部件能否保证模具具有足够的整体强度和刚度。 5)设计模具时是否考虑了试模和修模要求。 (4)装拆及搬运条件审核要点有无便于装拆时用的橇槽、装拆孔和牵引螺钉，对其是否作出了标记。有无供搬运用的吊环或起重螺栓孔，对其是否也作出了标记。 定货明细表总指标：定货批量、费用、交货期塑料制品：几何形状、材料、表面质量强度及其他性能机床参数型腔数目型腔布局分型面数目型腔尺寸、粗造度直浇口及流道浇口冷却系统机械设计结构型腔精确尺寸推出系统导向定位系统排气系统装配模具设计流程图nts毕业课题： 输油管接头注塑模具 一 .塑件分析 输油管接头注塑模具 的零件图 塑件的材料为聚 甲醛 （英文为 polyphenyleneoxide，编写代号为 POM） 1.1 聚 甲醛 的使用性能和用途 综合 性能良好，强度、刚度高，抗冲击、疲劳、蠕变性能较好，减磨耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，但热稳定性差，易燃烧，长期在大气中曝晒会老化。 适用于做减磨零件 ，传动零件，化工容器及仪表仪器外壳。 1.2 聚 甲醛 的 成形 特性 1结晶性料熔融范围很窄，熔融或凝固速度快，结晶化速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流动性下降。 2 热敏性极强易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱），分解温度为 240，但 200时滞留 30min 以上也即发生分解，分解时产生有刺激性、腐蚀性气体。 3流动性中等，溢边值为 0.04mm 左右，流动性对温度变化不敏感，但对注射压力变化敏感。 4结晶度高，结晶时体积变化大，成形收缩范围大，收缩率大 5吸湿性 低，水分对成形影响 极小，一般可不干燥处理，但为了防止树脂表面吸附水分，不利成形，加工前必须预热并起干燥作用，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90100，时间 4h，料层厚度 3cm。 6摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易产生表面缺陷。 7宜用螺杆式 注射 机成形，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量（包括主流道、分流道） 不应超过注射机注射克量的 75%，或取注射容量与料筒容量之值为： 1： 61： 10，nts料筒、喷嘴等必防止有死角、间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜低，并宜用单 头、全螺纹、等距、压缩突变型螺杆。 8喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎 现象喷嘴孔径可呈喇叭形，并设置单独控制的加热装置，以适当地控制喷嘴温度。 9模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜小，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高应防止滑动配合部件卡住，模具应选用耐磨、耐腐蚀材料、并淬硬、镀铬、要注意排气。 10.必须严格控制成形条件，嵌件应预热（一般 100150 ） 料温取稍高于熔点（一般 170190）即可，不宜轻易提高温度，模温对塑件质量影响较大，提高模温可改善表面凹痕，有助于融料流动 ，塑件内外均匀冷却、防止缺料、缩孔、皱折、模温对结晶度及收缩也有很大的影响，必须正确 控制，一般取 75120 ，壁厚大于 4mm的取 90120，小于 4mm的取 7590，宜用高压、高速注射，塑件可在较高温度时脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不匀，脱摸后宜将塑件放在 90左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却 11在料温偏高，喷嘴温度偏低，高压对空注射时易发生爆炸性伤人事故，分解时有刺激性气体，易燃应远离明火。 聚 甲醛的综合性 能 压缩比： 1.82.0 热变形温度： 0.46Mpa 90180 C 0.185Mpa 83103 C 拉伸屈服强度： 60Mpa 拉伸弹性模量； 2.5Gpa 弯曲强度： 104MPa 弯曲弹性模量： 1.8Gpa 压缩强度： 69MPa 疲劳强度： 脆化温度： POM 的注射工艺参数： 注射机类型： 螺杆式 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 170180 C 料筒温度： 前段 170190 C 后段 170180 C 模温； 90120 C 注射压力： 80130MPa nts保压力： 3050MPa 注射时间： 25s 保压时间： 2080s 冷 却时间： 2060s 成型周期： 50150s 根据零件图可计算出塑件的体积、质量、及制品的正面投影面积： 解 ：塑件的体积： V1 = 262 x 15 - 242 x 15 = 4710 V2 = /3 x 18 (262 +26 x 44 + 442 ) - /3 x 18 (242 +24 x 42 + 422 ) = 7686.72 V3 = 512 x x 2 - 422 x x 2 = 5256.36 V4 = 512 x x 2 - 492 x x 2 = 1256 V 总 = v1 + v2 + v3 + v4 19(cm3 ) 取聚乙烯密度为 0.96g/cm3 ，得 m 塑 19（ g） 塑件的正投影面积： S1 = 52 x 15 = 780 S2 = (52 + 88) x 18/2 = 1260 S3 = 102 x 4 = 408 S 总 = s1 + s2 + s3 = 2448mm2 二：分型面的设计 2.1 分型面的形式 注射模具有的有一个分型面，也有所个分型面，分型面的形状应 尽可能简单，以便于模具的制造和塑件的脱模。分型面的形状设计如图 2-1所示 图 2-1 分型面的形状 2.2 分型面的选择原则 选择分型面即是决定行腔空间在模内应占有的位置。 选择分型面时应遵循如下原则 ： 1.符合塑件脱模 为使塑件从模具 没取出，分型面位置应设在素件断面尺寸最大的部 位。这是一条最根本的原则。 nts 2.分型面的数目及形状 通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直 的分型面，特 殊情况下才采用一个以上的分型面或其它形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及 脱模方便为原则。如具有弯曲形状的牙刷柄，其模具的分型面应以塑件的弯曲中心面选作分 型面为好。 3.型腔方位的确定 在确定行腔（塑件）在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防 止形成侧孔或侧凹，以避免采用较复杂的模具结构。 4.确保塑件质量 分型面不 要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量，将塑件 要求同轴度的部分全部放到分型面的同一侧，以确定塑件是同轴度，要考虑减小脱模斜度 造成塑件大，小端的尺寸差异要求等。 5.有利于塑件的脱模 由于模具脱模机构通常设在动模一侧，故选择分型面时应尽可 能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产所用的模具，尤其显得重要。 6.考虑侧向轴拔距 一般机械式分型抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此选择分型 面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合方向上，而将短抽拔距作为侧向分型 或抽芯。并注意将 侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。 7.锁紧模具的要求 侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投 影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积较小的方向作为侧向分型面。 8.有利于排气 当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料熔体的流动末 端，以利于排气。 9.模具零件易于加工 选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械 加工的困难。 三 .型腔数目的确定 为了使模具与注射机的生产能力想匹配，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。常用的方法有四种： 1）、根据经济性确定型腔数目。 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。 设型腔数目为 n，制品总件数为 N，每个型腔所需的模具费用为 C1，与型腔无关的模具费用为 C0，每小时注射成型的加工费用为 y（元 /h），成型周期为 t（ min），则： 模具费用为 Xm=nC1+C0（元） 注塑成型费用为 Xs=N（ yt/60n）（元） 总的成型加工费用为 X=Xm+Xs，即： X=N（ yt/60n） + nC1+C0 为使总的成型加工费用最小，即令 dx/dn=0，则有 N（ yt/60n）（ -1/n） +C1=0， 所以 n= 160/ CNyt （ 2） .根据注射机的额定锁模力确定型腔数目。 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为 F（ N），型腔内塑nts料熔体的平均压力为 Pm（ MPa），单个制品在分型面上的投影面积为 A1（ mm），浇注系统在分型面上的投影面积 A2（ mm），则： （ n A1 + A2） Pm F n F-PmA2/PmA1 （ 3） .根据注射机的最大注 射量确定型腔数目。 设注射机的最大注射量为 G（ g），单个制品的质量为 W1（ g），浇注系统的质量为 W2（ g），则型腔数目 n 为： n（ 0.8G- W2） / W1 （ 4） .根据制品精度确定型腔数目。 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%。设模具中的型腔数目为 n，制品的基本尺寸为 L（ mm），塑件的尺寸公差为 ，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为 %，则有塑件尺寸精度的表达式为： L +（ N-1） L 4% 简化后可得型腔数目为： n 2500 / L -24 对于高精度制件，由于多型腔难以使各型腔的成型条件均匀一致，一般型腔数不超过 4 个。 现根据初步的设计方案，选用（ 3）来确定型腔数目： 注射机额定注射量 mg 每次注射量不超过最大注射量的 80%， n=（ 0.8mg-mj） /mz 式中 n 型腔数 mj 浇注系统质量（ g） mz 塑件重量（ g） mg 注射机额定注射量（ g） 浇注系统体积 Vj，根据浇注系统初步设计方案进行计算。 综上所述，根据以上四种方法，在此设计中 可以采用一模二腔。 四 . 注射机的初步选定 经塑件分析和型腔数目的确定，初步采用的注射机型号为 XS-Z-60。 注射机 XS-Z-60的一些技术规范如下： 项目 XS-Z-60 理论注射容量（ cm3 ） 60 螺杆直径（ mm） 38 注射压力（ MPa） 122 拉杆内间距（ mm） 190*300 最大模具高度（ mm） 200 最小模具高度（ mm） 70 模具定位孔直径（ mm） 125 nts 注射方式 柱塞式 注射行程（ mm） 170 合模力（ N） 50*104 最大成形面积（ cm2） 130 模板最大行程 (mm) 180 模板尺寸 (mm) 300*440 机器外形尺寸 (m) 3.61*0.85*1.55 五 .浇注系统的设计 浇注系统的作用是将熔融状态的塑料填充到模具型强内，并在填充及凝固过程中将注射 压力传送到塑件各部位，而得到要求的各塑件。浇注系统一般由浇口、浇道、进料口、冷料 穴四部分组成。 浇注系统是指模具中注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或在此通道内冷凝的固体塑料。 浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两大类。 普通流道浇注系统包括进料口、冷料穴、浇道和浇口。 5.1 浇注系统设计原则 浇注系统设计是注射模设计的一个重要环节，它对注射成形周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计时须遵循如下原则： 1.结合型腔布局考虑，应注意以下三点： 1）尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。 2）型腔布置和浇口开设部位对求对称，防止模具承受便载而产生溢料现象。 3）型腔排列要尽可能紧凑，以减小模具外 行尺寸。 2.热量及压力损失要小 为此浇注系统流程应尽量短，断尺寸尽可能大，尽量减少 弯折，表面粗糙度要低。 3.确保均衡进料 尽可能使塑料熔体在同一时间进入各个型腔的深处及角落，即分 流道尽可能采用平衡式布置。 4.塑料耗量要少 在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 的耗量。 5.消除冷料 浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件质量。 6.排气良好 浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排 出。 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、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。 8.塑件外观质量 根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口 痕迹。无损塑件的美观和使用 9.生产效率 尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成行周期短，效率高。 10.塑料熔体流动特性 大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，应予以充分利用 . nts5.2 主流道的设计 5.2.1主流道设计要点： 1.主 流道圆锥角 a = 20 60 ，对流动性差的塑料可取 30 60 ，内壁粗糙为 Ra0.63um。 2.主流道大端圆角，半径 r =1 3mm，以减少料流转向过渡时的阻力。 3.在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于 60mm，过长则会影响 熔体的顺利 充型。 4.对于小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式，但在大数情况下是将主流道与定模座采用 H 7/m6 过渡配合，与定位圈的配合采用 H9/f9间隙配合。 5.主流道的浇口套一般选用 T8、 T10制造，热处理强度为 52 56HRC。 主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处。它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥行，便于塑料熔体按序顺利地向前流动。开模时主流道凝料又能顺利地被拔出。主流道的尺寸直接影响到塑件熔体的流动速度和冲模时间，甚至塑件的内在质量。热塑性塑料的主流道，一般由浇口套构 成。主流道始端直径 D = d +（ 0.5 1） mm，球面凹坑半径 Ri = R1 + （ 0.5 1） mm，半锥角 a = 10 20 ，尽可能缩短长度 L（小于 6mm为佳）。 浇口套形式如图 5 1所示。主流道内壁粗糙在 Ra0.8以下，抛光应沿轴向方向进行。若沿圆周进行抛光，产生侧向凹凸面后。 5.2.2冷料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前凤的“冷料”，防 止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将驻留道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。冷了穴的形式有以下三种：与推杆匹配的冷料穴、与拉料杆匹配的冷料穴、无拉料杆的冷料穴。 在次设计中我选用无拉料杆的冷料穴为冷料穴如图 5 1 。 5.2.3分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，多型腔模具一定设置分流道。 （ 1）分流到在截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、 U字形和六角形等。要减少分流道内的压力损失，则希望流道的截面积大，流道的截面积小，以 减少热损失。因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流动的效率。在上述的截面形状中圆形的流动的效率最高（即表面最小）。分流道的理想状态，应是其中心与浇口中心一致，圆形截面流道可以实现这一点。综上所术，浇注系统中把分流道截面形状设计成圆形截面流道。 （ 2）分流答的截面尺寸 分流道截面尺寸应根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状所采用塑料的工艺性能。注射速率以及分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小 3mm ，质量在 200g以下的塑件，可用下述经验公式确定分流道的直径。 D = 0.2654W1/2 L1/4 式中 D 分流道的直径， W 塑件的质量（ g）， L 分流道的长度（ mm）。 综上所述，查常用塑料分流道直径表 3-5，取 D为 2mm。 nts L = D4 /0.26544 W2 = 20mm （ 3）分流道的布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。而根据需要，设计中采用平衡式布置。 （ 4）分流道的设计要点： 1）分流道对熔体的阻力要小；应在首先保证足够注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度尽量取小值，尤其对小于小型塑件更为重要，分流答转折应从圆弧过渡。 2）各型腔均衡进料，为此当塑件形状大小相同时，各分流道的截面积和长度都要对应相等，各支分流道长度也应一致，并尽量取短。平衡式 布置的分流道能满足这点。当 一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的塑件时，各分流道的截面积及长度应与 塑件相适应，大多通过平衡计算确定。 3）表面粗糙度要求达到 Ra0.8为佳。 4）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴。 5）分流道位置可单独开设在定模板或定模板上，也可同时开在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性及塑件脱出方法，通常分流道多开设在模具的一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。 6）分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流 动及填充。 5.2.4 分流道与浇口的连接： 分流道有浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动及填充，圆弧的半径一般取 0.5 2mm。在此设计中取圆弧半径为0.5mm。 5.3浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。浇口的主要作用是：型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；易于切除浇口凝料；对于多型腔模具，用一平衡进料，多浇口单型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口截面形状有矩 形和圆形两种。浇口约为 0.5 2mm左右。表面粗糙度 Ra 不低于 0.4um。 5.3.1浇口的位置 浇口的开设的维护子对塑件的质量影响很大，在决定浇口的位置时，应遵循以下原则：1.浇口应设置在能使型腔的各个角落同时充满的位置。 2.浇口应设置在塑件较厚的部位，使熔体的厚断面流入薄断面，以利于补料。 3.浇口应设置在有利于排除型腔中的气体的部位。 4.浇口应设置在能避免塑件表面产生熔合纹的部位。 5.对于带有细长型芯的模具，浇口位置的设置应使进料沿型芯轴向均匀进行，以免型心被熔体冲击而变形。 6.浇口的设置 应避免引起熔体的断裂。 nts7.浇口的设置应不影响塑件的外观。 8.浇口不要设置在塑件使用中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位。 5.4.1 浇口的形式 根据浇口的特征，浇口可以分为两大类：非限制性浇口和限制性浇口。 限制性浇口形式常有以下 10 种：点浇口、潜伏浇口、侧浇口、重叠浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口、护耳浇口等。 根据经验及上述浇口形式，此设计中选用侧浇口形式进行浇注。 5.4.2 侧浇口的一些特点： 侧浇口又称边缘浇口，一般开设在分型面上，从型腔外侧面进料，侧浇口是典型的 矩形截面浇口，能方便地调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间，因而称之为标准浇口。侧浇口的特点是浇口截面形状简单，加工方便；能对浇口尺寸进行精密加工；浇口位置选择比较灵活，以便于改善充模状况；不必从注射机上卸模就能进行修正；去除浇口方便，痕迹小。 综上所述及经验，浇注系统采用平衡式浇注系统。平衡式浇注系统的优点：分流道与浇口的长度、形状、断面尺寸都对应相等，可以保证在相同的温度和压力下，使所有的型腔在同一时刻被同时充满。 综上所述，平衡式浇注系统如图 5-1 。 图 5-1 浇注系统的结构组成 六 .成型零件设计 成型零件系指构成模具型腔的零件 ,通常有凹模 型芯 各种成型杆和成型环 . 成型零件应具备的性能 ,由于成行零件直接与高温高压的塑料熔体接触 ,它必须具有如下一些性能 : 1.具有足够的强度、刚度 ,以承受塑料熔体的高压 . 2.具有足够的硬度和耐磨性 ,一承受料流的摩擦和磨损 .通常进行热处理 ,使其硬度达HRC40以上 . 3.对于成形会产生腐蚀性气体的塑料 (如 PVC、 POM、 PF等 ),还应选择耐腐蚀的合金钢或nts进行铬处理。 4.材料的抛光性能好，表面应该光滑美观，表面粗糙度要求应 在 Ra0.4以下，成形光学用制品的模具，型腔表面应达到镜面。 5.切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好。 6.熔焊性能要好以便于处理修理。 7.成形部位须有足够的尺寸精度，通常孔类零件精度为 H8 H10，轴类零件精度为h7 h10。 6.1 凸模结构的设计 凸模的作用是将压机的压力传递到塑件上，并压制塑件的内表面及端面。凸模由两部分组成：上端与加料室的配合环部分配合，防止熔料溢出并有导向作用，有时下端成形部分并设有脱模斜度。凸模结构有整体及组合式等形式。当塑件形状较简单、凸模高度不大，便于加工及热处理 变形较小的情况下，则凸模开胃整体结构，反之采用组合式结构。 据以上所述，其实际需要，设计的凸模结构形式为组合式，如图。 15.83+0.30 0图 6-1 凸模结构 6.2 凹模结构的设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：整体式凹模、组合式凹模。 组合式凹模包括整体嵌入式凹模、拼块组合式凹模、局部镶嵌式凹模。 为了达到成形塑件外表面的凹状零件的要求，综上所述，凹模结构设计成整体嵌入式凹模如图 6-2： nts2 xR 4150 -0.340 -0.56图 6-2 凹模结构 整体嵌入式凹模：对于小件一模多腔式模具，一般是将每个型腔单独加工后压入定模板中。这种结构的凹模习惯抓哏、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是用带台阶的圆柱形，由台阶定位，一 H 7/m6过渡配合嵌入定模板中，然后用定模座板将其固定。 6.3成型零件工作尺寸部分尺寸计算： 查表 2-37 塑件的各尺寸偏差各为由塑件图 6-3 知，材料为聚乙烯（ PE）的收缩率 S为 1.5 3.0，取 S = 0.023，磨损系数 x = 0.75， z = /3，故型腔、型芯的计算步骤如下。 150 -0.302+0.420370 -1.040 -0.56（一） 型腔的计算： DM1= D1（ 1 + S） - x +z/3 0 = 102（ 1 + 0.023） - 0.75 x 2.0 +2.0/3 0 = 102.85+0.67 0 DM2= D2（ 1 + S） - x +z/3 0 = 52（ 1 + 0.023） - 0.75 x 1.4 +1.4/3 0 nts = 52.150.047 0 HM1= H1（ 1 + S） - x +z/3 0 = 4（ 1 + 0.023） - 0.75 X 0.56 +0.56/3 0 = 3.67+0.19 0 JJ HM2= H2（ 1 + S） - x +z/3 0 = 18（ 1 + 0.023） - 0.75 x 0.3 +0.03/3 0 = 18.19+0.1 0 HM3= H3（ 1 + S） - x +z/3 0 = 37（ 1 + 0.023） - 0.75 x 1 +1/3 0 = 37.10+0.33 0 （二） .型芯的尺寸： dm1= d1（ 1 + S） + x 0 -z/3 = 98（ 1 + 0.023） + 0.75 x 1.8 0 -1.8/3 = 100.60 0 -0.6 dm2= d2（ 1 + S） + x 0 -z/3 = 48（ 1 + 0.023） + 0.75 x 1.2 0 -1.2/3 = 50 0 -0.4 hm1= h1（ 1 + S） + x 0 -z/3 = 2（ 1 + 0.023） + 0.75 x0.42 0 -0.42/3 = 2.36 0 -0.14 hm2= h2（ 1 + S） + x 0 -z/3 = 20（ 1 + 0.023） + 0.75 x0.82 0 -0.82/3 nts = 20.08 0 -0.27 hm3= h3（ 1 + S） + x 0 -z/3 = 35（ 1 + 0.023） + 0.75 x1 0 -1/3 = 36.56 0 -0.33 七 .导向机构设计 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间开合模导向和脱模机构的运动反复系。导柱导向通常由导柱与导套（或孔）的间隙配合组成，并呈滑动运动的导向机构，主要零件有导柱和导套。 7.1导向机构的功用 任何一副模具在定、动模之间都设置有导向机构。 其功用是： 1.定位作用 合模时维持动、定模之间的一定方位，合模后 保持模腔的正确形状。 2.导向作用 合模时引导动模按序着呢过去闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。 3.承载作用 采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。 4.保持运动平稳作用 对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。 7.2 设计导柱和导套时应注意以下几点： 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（凸模）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读和强度，常采用 20低碳钢经渗碳 0.5 0.8mm，淬火 48 55HRC，也可采用 T8A碳素工具钢 ，经淬火处理。导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4，固定部分为 Ra为 0.8，导套内外圆柱面表面粗糙度取为 Ra为 0.8为妥。 nts 4、为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。一般倒脚半径为 1 2mm。 5、导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，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 H7/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定，可参考标准模架数据选取。 7.3导柱的设计 导柱的作用：与安装在另一半模具上的导套（或孔）相配合，用以保证动模与定模的相对位置，保证模具开合模运动导向精度的圆柱形零件。导柱设计如图 7-1。 1-45R3 - 4 5011(h12)图 7-1 导柱 图 7-2 导套 导套的作用：与安装在另一半模具上的导柱相配合，用以保证动模与定模的相对位置，保证模具开合模运动导向精度的圆套形零件。导套设计如图 7-2。 7.4导柱与导套的装配 导柱、导套分别安装在动模板上，作为模具合模用的导向装置。因此动、定模板的导柱、导套孔的加工很重要，其相对位置误差应在 0.01mm 以内。除了用坐标镗床可以分别在动、定模上镗孔以外，比较普遍 采用的方法是将动、定模板合在一起（用工艺销钉定位），在立钻、铣床或镗床上进行钻孔。 导柱、导套的装配很重要，它直接影响模具的后续加工及模具精度。其装配要点如下： 1.对导柱、导套进行选配。 2.导柱、导套压入时，应校正垂直度，随时注意防止偏斜。导套可以采用导向心棒法进行压入。导柱压入时，可借助定模板上的导套作导向。 3.导套压入时，应严格控制导套及导套孔的过盈量，以防止导套孔缩小。 nts4.导柱压入时，一定要试一下启模和合模时是否灵活，以保证达到起模、合模时导套导柱间滑动灵活。 7.5导柱与导套的加工工艺过程 7.5.1导柱的机械加工工艺过程如下： 下料 车端面钻中心孔 车外圆 检验 热处理 中心孔研 磨外圆 研磨 检验 7.5.2导套的机械加工工艺过程如下： 下料车外圆及内孔车外圆倒角检验热处理磨内外圆研磨内孔检验 八 .脱模机构设计 注射成型没一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，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。 8.1 设计原则及分类 8.1.1设计原则 脱模机构设计一般遵循下述原则： 1.塑件滞留与动模边，以便借助于开模 力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。 2.防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模将的粘附力的大小及其所在部位，有针对性地选择合适的脱模装置，使推卸重心与脱模阻力中心相重合。 由于塑料收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可能大一些，以离塑件变形或损坏。 3.力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。 4.结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便 ，更换容易，且具有足够的强度和刚度。 5.合模装置要正确复位。 8.2 脱模机构分类 脱模机构分类有多种方法，但主要以脱模装置结构特征分类较实用和直观。 1.简单脱模机构 又叫简单顶出机构或一次顶出机构，它包括常见的推杆、推管和推板脱机构。 2.二级脱模机构 一些形状特殊塑件，如采用一次脱模，易使其变形损坏或不能自动卸下，须对塑件进行第二次推顶的脱模装置。 3.双脱模机构 动模、定模两边都设置有简单脱模机构的装置。 4.顺序脱模机构 对于成形形状复杂塑件的模具。一般要有多个分型面，须按顺序 分型才能使塑件顺利脱出的机构。 5.螺纹塑件脱模装置 系指模内自动旋转卸模螺纹型芯或型环脱离塑件的机构。 从塑件形状，对以上脱模机构的形式逐一考虑，因而此设计当中选用的脱模机构为简单脱模机构中的推板脱模机构脱模。 nts8.3 脱模力的计算 壳体形塑件脱模力通常按薄壁与厚壁两种类型考虑。 薄壁壳体形塑件系指塑件壁厚与其内孔直径之比小于 1/20，即 t/D 1/20的塑件。 材料（ PE）的壁厚 t为 2mm，最小内孔直径为 48mm， 2/48 = 1/24150 聚酰胺 90 101 101 140 140 11.2锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大加紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，既： F 锁 F 胀 =A 分 .P 型 式中， F 锁 注射机的额定锁模力（ N）； P 型 模具型腔内塑料熔体平均压力（ MPa），一般为注射机压力的 0.30.65倍，通常为 20 40MPa； A 分 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（ mm）。 将 P 型 =30MPa， A 分 =600 mm带入上式，得： F 锁 =30x3048 =91440N =91KNF 胀。 11.3开模行程与推出机构的校核 开模行程是指从模具中取出塑件所需要的最小开合距离，用 H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程 S。 SZ-160/100的锁模机构为液压 机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程决定，而与模具厚度无关。 对单分 型面注射模，所需开模形程 H为： S H = H1 + H2 +（ 5 10） mm 式中 H1 塑件推出距离（也可作凸模高度）（ mm）； H2 包括浇注系统在内的塑件高度（ mm）； nts S 注射机移动板最大形程（ mm）； H 所需塑件开模行程（ mm）。 将各值带入上式，得： H = 73 + 5
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