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模具设计自考本科毕业生毕业论文题 目:Great Wall Lexamark 彩色打印机配 件B的塑模具设计学生姓名： 准考证号： 指导教师： 摘 要本文论述了Great Wall Lexmark彩色打印机配件B的注塑模具设计过程，其主要内容包括塑件的分析，分型面、动定模，以及浇口、材料、注射机和标准件的选用。并通过查阅参考文献，确定了比较合理的模架结构。此外,本文还简单的介绍了模具的发展现状和趋势。介于塑件的使用性能和经济方面考虑，塑件材料选用PC-GF20；模具采用单腔结构；模架采用标准结构MISUMI的三板模结构。通过分析塑件的结构特点，设计时选用点浇口浇注。在设计过程中，使用了PRO/E软件，即方便了设计，又提高了效率关键词： PC-GF20 ；注塑模具；三板模；UG4.0ABSTRACTThis paper presents the design process of Great Wall Lexmark printer . Its main content includes the analysis of mould, the design of gate location cavity side and core side, the selection of pouring head , material , injection machine and standard components. It also discusses how to check the injection machine. Through the studies of references, rational mode configuration is chosen. Besides, it indicates the importance of mold and its future development briefly. In considering of the structure character and economic benefit of the mould, PC-GF20 is chosen as mould material and one mould with one cavity , mode standard configuration three-part mould of MISUMI, is adopted . According to the structure of the accessory, pin gate are designed.During the design, PRO/E as application software is used, which reduced the design workload , and make it more efficiency.Key word: PC-GF20 ；molding ；3-plate mold；UG4.033目 录第一章 绪 论11.1 选题的目的与意义11.2塑料模具的分类11.3 注塑模具的结构组成21.4 选题在该领域的发展水平及动态2第二章 塑件分析42.1 塑件分析42.2 塑件材料分析42.3 确定塑件设计批量52.4 计算塑件的体积和质量5第三章 分型面的确定73.1 分型面的形状选择73.2 分型面的位置选择7第四章 标准件的选择941标准模架的选取942标准紧固件的选用10第五章 注塑机的选择115.1注塑机的概述135.2 注射机的选择135.3 注塑机的参数校核135.3.1 最大注塑量校核135.3.2 注射压力校核145.3.3锁（合）模力校核145.3.4模具安装尺寸的校核165.3.5开模行程的校核16第六章 浇注系统的设计176.1 概述176.2 流道设计176.2.1 主流道设计176.2.2分流道设计186.2.3 冷却道和拉料杆的设计216.3 浇口设计23第七章 模温调节系统概述与冷却系统的设计237.1 模温调节系统概述237.1.1 模具温度与塑料成型温度的关系237.1.2 模温对塑件质量的影响237.2冷却系统的设计247.2.1 冷却水道的设计原则247.2.2.冷却回路的布置25第八章 顶出和导向机构的设计268.1 顶出机构的设计268.1.1 顶出机构的分类268.1.2 顶出机构的设计原则268.1.3 顶出机构的基本形式268.2 导向机构的设计278.2.1导柱和导套的设计278.2.2 导柱（导套）在模板上的布置288.3 复位机构的设计298.3.1 复位杆复位298.3.2 弹簧复位和顶杆兼作复位29第九章 侧向分型抽芯机构的设计319.1 抽拔距与抽拔力的计算319.1.1 抽拔距的计算319.1.2 抽拔力的计算329.2 斜导柱侧向分型抽芯机构329.2.1 斜导柱的设计329.2.2 侧滑块与导滑槽的设计339.2.3 楔块的设计339.2.4 滑块定位装置的设计34第十章 模具动作过程35参考文献36致 谢37 1 绪 论1.1 选题的目的与意义本设计为Great Wall Lexmark彩色打印机的关键配件，有侧孔、突台等，建模难度一般。该塑件模具分型面的选择难度不是很大，但对顶杆的要求较高，局部还需要相拼的机构。在设计过程中能锻炼我们去学习知识、运用知识的能力,对模具设计也会更加的熟练。并对自学的PRO/E软件有很好的巩固，希望通过此次设计使自己的软件应用及模具设计水平有新的突破。1.2塑料模具的分类 塑料的种类不同,成型方法也不一样,另外有些品种的塑料可通过多种成型方法来成型,不同成型方法得到的制品其性能和作用也不相同.按照成型方法的不同,塑模可以分为以下几类:(1)压注成型模具这种模具成型方法是将热固性塑料置于高温的模具加料室中,使其受热成熔融状态,并在模腔压力下,通过浇注系统进入闭合模腔.熔融塑料在这个阶段继续受热,随着交联反应的终结而固化成型,然后打开模具即可获得所需塑件.这种模具还可称为传递模.(2)压缩成型模具该成型方法是将粉状、粒状或纤维状的热固性塑料,置于成型温度下的模具型腔中,然后闭模施压,使成型、固化而的到的制品.(3)挤塑成型模具挤出成型是用电加热的方法使塑料成为流动状态,然后在一定压力作用下使它通过机头口模获得连续的型材.它广泛用于管材、棒材、板材、薄膜、电线电缆包层及其他异型材的成型.(4)注塑模具利用注塑成型而得到的模具.该成型方法下面将作重点介绍这里不在赘述除上面所列举的几种塑料模具外,还有吹塑成型模具、真空成型模具、泡沫塑料成型模具等不再一一列举.1.3 注塑模具的结构组成注塑模具主要分动模和定模两个部分,定模安装在注塑机的固定模板上,动模部分安装在注塑机的移动模板上.动模随注塑机的合模系统运动,动、定模闭合够成浇注系统和型腔.根据模具上各部分的功能不同,塑料注塑模具可以分为以下几个部分：（1） 成型部分 由型芯、型腔以及镶快和嵌件等组成.（2） 浇注系统 主流道、分流道、浇口及冷料井组成.（3） 导向机构 导向机构分为定、动模之间的导向和推出机构的导向.（4） 推出机构 模具分型后将塑件从模具中推出的装置.（5） 调温系统 主要是根据塑料的成型工艺对模具进行冷却或加热以达到控制模具温度的目的.（6） 排气系统 为了将型腔中的气体排出模外需要开设排气系统.（7） 支承零部件 用来安装固定或支承成型的零部件.1.4 选题在该领域的发展水平及动态近年来国内模具工业的技术水平取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 有专家预测未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。总体看来，我国的模具发展水平与德国、美国、日本等发达国家相比还有很大差距，而且在国内，北方发展没有南方发展速度快。做为模具专业的学生深感自己的责任和机遇，希望通过毕业设计提高自己的水平，踏入社会时能为中国的模具行业做出自己的贡献。 第二章 塑件分析2.1 塑件分析如(图2-1、图2-2),分别为本次设计制件的三维图和二维图.该产品用在Great Wall Lexmar彩色打印机的关键配件，有侧孔、突台等，建模难度一般。该塑件模具分型面的选择难度不是很大，但对顶杆的要求较高，局部还需要相拼的机构。另外，该制件上还存在一个较深侧孔,拟采用液压侧抽芯机构完成。图 2-2 塑件二维图图2-1塑件三维图2.2 塑件材料分析塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。 PC-GF(聚碳酸酯PC)是一种比较特殊的材料，具有极好的抗冲击强度、高耐热性和很好的尺寸稳定性。但是最大的缺点就是比较脆。这种材料有很多种规格，不同的规格有不同的特性，比如PC-GF10、PC-GF15、PC-GF20、PC-GF30等，其中最适合于本塑件的是PC-GF20，这种材质与金属的质感非常相似。PC-GF20的技术指标及成型条件：密度：1.31.5g/cm3收缩率:0.30.5%成型压力：80130 Mpa成型温度：210 300模具温度：90 110注射机类型：螺杆式喷嘴温度：240250周期：40 90s后处理方法：红外线烘箱温度100110时间812h2.3 确定塑件设计批量该产品为中批量生产。为了使模具与注塑机的生产能力相匹配,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。确定型腔数应考虑的以下几点要求： 长期大批量生产适于采用多型腔结构； 制品较小时适于采用多型腔结构； 制品批量小,不集中,易用单腔结构； 制品复杂或精度高,多腔一致性差,制造困难,故适宜单腔结构。考虑本制件的结构较为复杂及生产批量,确定采用单腔结构。2.4 计算塑件的体积和质量使用UG软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积。当然也可根据形状手动几何计算得到该零件的体积。通过计算塑件的体积（计算过程从略）V塑=75.72cm，可得塑件的质量为M塑=V塑=1.4075.72=106.008g式子中塑料密度取1.40g/cm。由浇注系统体积V浇=20.98cm可计算出浇注系统质量为M浇=V浇=1.4020.98=30.772g故V总=V塑V浇=96.70cm M总=135.38 g 第三章 分型面的确定3.1 分型面的形状选择为了将塑件和浇注凝料从模具中取出,及将镶件放入模具体中,、须要利用分型面将模具分成动模和定模两部分,即当凸模和凹模闭合时相接触的表面即为分型面.分型面的形式由制品的具体形式而定,大体有平面式、阶梯式、斜面式、曲面式及综合式等.本次设计根据制件的结构确定分型面为综合式.3.2 分型面的位置选择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；（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；图 3-1 分型面（6) 对成型面积的影响；（7) 对排气效果的影响；（8) 对侧向抽芯的影响.本次设计选择分型面如（图 3-1）所示.分型面选择在了塑件的最大轮廓处。塑件在模具中,图示面为型腔表面,即塑件的凹槽面在动模侧,则保证了开模后塑件包紧在型芯上;分型面如此选择使型腔表面大部分加工表面比较平滑,既便于模具的加工制造,又有利于保证制品的精度要求;另外,如此选择分型面使侧抽芯机构留在了动模侧,既有利于开模,有利于模具的加工制造.因此,该选择为最佳方案.第四章 标准件的选择模具的标准化对于生产中提高效率，改善生产环节有着很重要的作用。近年来在模具行业，特别是塑料模具行业，标准件的大量运用使生产更趋于标准化、简单化，对于生产安全和高效起到很重要的作用，还有利于模具的国际交流和组织模具出口，打入国际市场。在我国，一般采用1984年2月27日由国家标准批准公布的标准，共11个通用零件，在这里，我们只介绍模架和紧固件的选用，其他的零件在以后的章节中介绍。41标准模架的选取模架是设计制造塑料注射模的基础部件，其他部件的设计与制造均依赖于它，选择模架要根据制品的尺寸及大小，同时考虑注射机的参数，本次设计因参照生产实例，工厂中多采用上海龙记公司的模架，因此，本次设计也选用该公司产品，其模架标记为：DAI型，外观尺寸450700505如图4-1所示。图4-1模架的选择42标准紧固件的选用标准紧固件主要是螺钉。螺钉是日常生活中最常用的标准件，将螺杆直接旋入被连接件之一的螺孔内，螺钉头部即可将两被连接件紧固，其规格和尺寸均有相应的标准，本设计的塑件模架中主要采用内六角螺钉，包括M6,M8，M12和M16不等，但本设计一般用M8，M12的螺钉较多，长度根据不同需要选取，如图4-2所示为M8的典型结构。图4-2 螺钉除了模架和螺钉选择了标准件之外，本次设计还选取了其他标准零件，如导柱、导套、螺栓拉杆等，这些将在以后章节中说明。 第五章 注塑机的选择5.1注塑机的概述注射机的全称应为塑料成型机。注射机主要由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统及机架等组成。如图5-1所示，工作时模具的动、定模分别安装于注射机的移动模板和定模固定板上，由合模机构合模并锁紧，由注射装置加热、塑化、注射、待融料在模具内冷却定型后由合模机构开模，最后由推出机构将塑件推出。图5-1 注塑机结构注射机的工作原理：注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机；按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压机械（连杆）式；按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。其特点如表51表51 注塑机型的特点形式立式卧式直角式容量一般为3060g热塑性塑料注射机固性塑料注射机容量一般为2045g柱塞式3060g螺杆式60cm3以上100500g结构特性注射装置一般为柱塞式、液压机械式锁模机构、顶出系统为机械顶出注射装置以螺杆为主，液压机械式锁模，顶出系统采用机械、液压或两者兼备除塑化加热系统外，其他与热塑性塑料用螺杆式注射机相似注射装置与合模装置的轴线互相成垂直排列，优点介于立卧两种注射机之间优点1.拆装方便2.安装嵌件、活动型芯方便1.开模后，塑件自动落下便于实现自动化操作2.塑化能力大、均匀，注射压力大，注射压力损失小，塑件内应力，定向性小，可减小变形，开裂倾向3.螺杆式可采用不同的螺杆，调节螺杆转数、背压等用来加工不同的塑料及不同要求的塑件1.开模后，塑件自动落下2.使用双模，可以减小循环周期，提高生产力缺点1.人工取件2.注射压力损失大，加工高粘度塑料薄壁塑件时要求成型压力高，塑件内应力大，注射速度均匀，塑化不均匀1.装模麻烦，安放嵌件及活动型芯不便，易发生分解2.螺杆式加工低粘度塑料，薄壁，形状复杂塑件时易发生回流，螺杆不易清洗，贮料清洗不净，易发生分解3.柱塞式结构也有立式结构所具有的特性1.嵌件、活动型芯安放不便，易倾斜落下2.有柱塞式结构的缺点适用范围1.易于加工小，中型及分两次进行双色注射加工的塑件2.柱塞式不宜加工流动性差，热敏性、对应力敏感的塑料及大面积，薄壁塑件，宜加工流动性好的中小性塑件1.螺杆式适应加工各种塑料，小型设备易加工薄壁、精密塑件2.螺杆式适应于掺和料、有填料，干着色料的直接加工3.柱塞式也具有立式注射机中柱塞式结构具有的加工特点1.适用加工小型塑件，并装有侧浇口模具2.适用加工塑件中心部位不允许有浇口痕迹的平面塑件5.2 注射机的选择本次设计在第二章中已经知道塑件的总体积为96.70cm，总质量为135.38g。根据塑料制品的体积或质量查实用模具设计与制造手册表6-94选定SZ-1250/4000卧式注射机。 注塑机理论注塑量：1307 cm3；螺杆直径（mm）： 80； 注塑压力（MPa）：154.2.；注射速度（g/s）： 410； 塑化能力（g/s）： 65；锁模力：4000kN；注塑机拉杆内间距（mm）：750X750； 最大模厚（mm）： 770；最小模厚（mm）：380；模板行程（mm）：750；模板最大开距（mm）：1570；注塑机定位孔直径（mm）：200H7；喷嘴前端孔径（mm）：4；喷嘴球面半径（mm）：SR20.5.3 注塑机的参数校核为使注塑成形过程顺利进行，须对以下工艺参数进行校核。5.3.1 最大注塑量校核我们通过学习知道注塑机的最大注塑量应大于制件的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好为注塑机的最大注塑量的80%，所以，本次设计选用注塑机最大注塑量应 0.8V机V塑件+V浇式中：V机注塑机的最大注塑量cm V塑塑件的体积，cmV浇浇注系统体积，cm故V机（V塑件+V浇）/0.8=96.70/0.8=120.875 cm所以，在此选定的注塑机满足本次设计的要求。5.3.2 注射压力校核 所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成形所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，现在对塑件的流动性和黏度做比较，可知道成形所需注射压力大致如下：1塑料熔体流动性好，塑件形状简单，壁厚者所需注射压力一般小于70MPa。2塑料熔体粘度较低，塑件形状一般，精度要求一般者，所需注射压力通常选为70至100 MPa。3塑料熔体具有中等粘度（PS、PE等），塑件形状一般，有一定精度要求者，所需注射压力选为100至140 MPa。4塑料熔体具有较高粘度（PMMA、PPO、PC、PSF等），塑件壁薄、尺寸大，或壁厚不均匀，尺寸精度要求严格的塑件，所需注射压力约在140至180 MPa2。 本次的产品设计为Great Wall Lexmark彩色打印机的关键配件，材料为PC-GF20，具有较高粘度，所以选定注射机的注射压力为154.2MPa，应能满足此项要求。5.3.3锁（合）模力校核高压塑料熔体充满模腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，此胀力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。胀模力必须小于注射机额定锁模力，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，可选用的型腔压力也不同3。型腔压力可根据经验取值，常取型腔压力为2050Mpa，常用塑料品种及塑件复杂程度不同，或精度不同，可选用的行腔压力列于表52（见注射模具设计要点与图例3页）。现在为了方便我们对锁模力校核，对一些树脂平均压力作简单的比较。表52 型腔内树脂平均压力/Mpa树脂名称一般成型重视表面质量的成型硬质PVC3040 软质PVC2535 ABS3040 PC4055 PP3040根据上表，本塑件的材料为PC-GF20，可选择型腔压力Pc=50Mpa，型腔平均压力Pc=50MPa决定后，可以按下式校核射机的额定锁模力： 式中 注射机额定锁模力； 塑件和流道系统在分型面上的总投影面积（mm2）； 安全系数，通常取1.11.2 本次设计所选注射机T=4000KN；塑件在分型面上的投影面积为10391.4mm2；流道系统在分型面上的总投影面积为722.88mm2；=10391.4+722.88=11114.28mm2 =1.2；=1.25010611114.2810-6=666856.8N=666.856.8KNT=4000KN 666.8568KN; 故所选注射机满足此项要求。5.3.4模具安装尺寸的校核模具厚度（闭合高度）必须满足下式： 式中：注射机允许的最小模具厚度（mm）； 所设计的模具厚度（mm）； 注射机允许的最大模具厚度（mm）； = 380mm， = 505mm，= 770mm 380505770所选选用的注射机满足此项要求。5.3.5开模行程的校核注射机的最大开模行程必须大于开模取出塑件所需的开模距离。本设计所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程满足下式:SmaxH1+H2+(510)mm式中：Smax注射机最大开模行程，mm H1塑件脱模所需顶出距离，mm H2包括浇注系统在内的塑件高度，mm本设计的塑件高度H1=43mm，H2=223mm,所以H1+H2+(510)=43+223+10=273mm,Smax=1570mm273mm所选注射机满足此项要求。通过对以上工艺参数的校核，本次设计所选用的注射机满足要求。第六章 浇注系统的设计6.1 概述浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，由主流倒、分流道、进料浇口和冷料穴组成。设计浇注系统应注意：1,浇注系统力求距型腔距离近、一致，并首先进入制品的厚壁部位，不宜直冲型芯镶嵌件。2，其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均匀、平稳地充满型腔；主流道入口应在模具中心位置。3，有利于制品的外观，并易于清除。4，排气良好。本次设计中的材料PC-GF20，熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以成型时，要求有较高的温度和压力；由于其熔融粘度对温度比较敏感，所以一般采用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。本设计采用点浇口设计。6.2 流道设计浇注系统主要由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成6.2.1 主流道设计主流道是指熔融塑料由注射机喷嘴喷出后最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因为与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模板上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上，如图6-1所示。料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间及流动速度。其浇口选择不能太大和太小。浇口太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失也大，但浇口太大，会造成材料的浪费。因此，合理的主浇道参数，一般情况下取值如下：图6-1流道系统1）d=d1+(0.51) 式中 d1注射机喷嘴孔直径（mm）d主流道口直径（mm）所以本设计采用d1为4mm，得出d取为5mm。2）=24对流动性较差的塑料可取36。本设计采用=5。3）H按具体情况选择，一般取38mm，H取为5mm。4）R=R1+（13）式中R1注射机喷嘴球面半径（mm），R1为20mm，R取为21mm。5）r为主浇道与分浇道过渡处采用的圆角半径， 按具体情况选择，一般取13mm，现在选择其为1.5mm。6）L应尽量缩短，以不超过60mm为佳。6.2.2分流道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。大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。分流道的设计要点是：1.流经分流道的熔体温度和压力的损失要少。为此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容积要小，四是少弯折。2.要使分流道的固化时间稍慢于制品的固化时间，以利保压、补缩和压力传递；3.要使熔料能迅速而又均匀地进入各型腔，故在多型腔设计时，在保证模具结构强度前提下，力求采用平衡进料，而且在保证模具结构强度前提下，力求紧凑、集中。便于加工，便于使用标准刀具，免于制造专用刀具4。常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U字形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大、流道的表面积小，以减少传热损失。因此，可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。其中，圆形截面的效率最高，由于正方形流道凝料脱模困难，实际使用侧面有5o10o的梯形流道。梯形是梯形流道的变异形式。六角形截面可视为两个梯形流道的结合。浅矩形及半圆形截面流道，由于其效率低，通常不采用。当分型面是平面时，可采用圆形或六角形截面的分流道，但加工时对中困难。常采用梯形截面的分流道。塑料熔体在流道中流动时，表层冷凝冻结，起绝热作用，熔体仅在流道中心流动，因此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，而U形截面流道就难以实现5。本塑件的分流道采用半圆形的分流道，效率高且加工容易，具有优良的综合性能。分流道的布置取决于型腔的布局，两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。（1）平衡式布置平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同，达到各个型腔同时均衡进料。（2）非平衡式布置非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度各不相同（或加上型腔大小不同）。为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。本模具是单腔设计，塑件也非对称，所以分流道采用了非平衡式布置，参见图6-2所示。图6-2分流道与冷料井设计示意图本次设计的塑件的分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。根据下述经验公式确定分流道的直径。D=0.2654式中 W 流经分流道的塑料量（g）L分流道长度（mm）D分流道直径（mm）对于粘度较大的塑料，按上式算出的D值乘以1.201.25的系数。本模具分流道的直径为5mm 6.2.3 冷却道和拉料杆的设计冷料穴在塑件模架设计中起到重要作用。本次设计冷料穴的位置：模具的冷却道设在上下型腔所在的动定模板上，主流道的末端（主流道正对面的动模板上）或分流道的末端。起到了储存注射间歇期间喷嘴前端的冷料，以防其进入流道，阻塞或减缓流料或进入型腔，在塑件上形成冷疤或冷斑和将主流道凝料拉出的作用。其设计尺寸是：直径稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。本次设计采用的三板式模具，第三次分模时流道推板可将该凝料从主流道里推出。6.3 浇口设计浇口是主流道、分流道和型腔之间的连接部分，是浇注系统的最终端，很短，截面积很小。当熔融的料流在高压下经过浇口时，因截面积小而流速加快，因摩擦作用而温度升高，黏度降低，流动性提高，有利于充满型腔。故浇口是浇注系统的关键部位，其位置、形状及尺寸等决定着塑件质量、注射效果及注射效率。浇口的作用：快速充型，保压补缩；防止热料回流；使塑件与浇注系统分离。浇口截面形状和尺寸的确定要根据制品的尺寸大小、壁的厚薄、塑料的品种以及制品的结构和相应的浇口形式而定。先取小值，试模后根据情况在修正。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时的冷却封闭，因此，浇口的截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量5。浇口的形式和特点注射模具的浇口形式较多，其形式和安放位置有直接浇口、盘形浇口（或中心浇口）、侧浇口、点浇口等，具体采用的形式可以综合各种影响因素，本设计采用点浇口。点浇口又称针状浇口，用于流动性较好的塑料，如PZ、PP、ABS、PS及尼龙类。其优点是：因浇口截面积小（d=0.51.8mm），熔料通过时有很高的减切速率和摩擦，产生热量，提高熔料温度，降低黏度，利于流动使塑件外形清晰，表面光洁；浇口开模时即被拉断，成为不明显圆点痕，故点浇口可开在塑件任何位置而不影响外观；一般开在塑件顶部，注射流程短，拐角小，排气好，易于成型；应用广泛，适用于外观要求较高的壳类或盒类塑件的单腔及多腔模具。第七章 模温调节系统概述与冷却系统的设计7.1 模温调节系统概述模具温度是指模具型腔和型芯表面的温度.模具温度是否合适、均一与稳定,对塑料容体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件外形尺寸、外观尺寸和尺寸精度都有重要的影响.模具中设置温度调节系统的目的就是通过控制模具的温度,使注塑成型塑件有良好的产品质量和较高的工作效率. 7.1.1 模具温度与塑料成型温度的关系注射如模具中的热塑性熔融树脂,必须在模具内冷却才能成为塑件,所以模具温度必须低于注射入模具型腔的熔融树脂的温度,即达到玻璃化温度以下的某一温度范围.为了提高效率,一般通过缩短冷却时间的方法来缩短成型周期.由于树脂本身的特点不同,所以不同的塑料要求不同的模具温度.对于粘度低,流动性好的塑料,如聚乙烯等,因成型工艺要求模具温度不太高,所以常用常温冷却,有时为了缩短冷却时间,亦可用冷凝处理后的冷水进行冷却.对与粘度高,流动性差的塑料为了提高充型能力考虑到成型工艺要求较高的模具温度,因此经常需要对模具进行加热.对于粘流温度或熔点较低的塑料,一般需要用常温水或冷水对模具进行冷却,而对高粘流温度和高熔点的塑料,可用温水进行模具温度控制.对于热固性塑料,模温要求在150200,必须对模具加热.对与流程长、壁厚较小的塑件,或者粘流温度或熔点虽然不高但成型面积很大的塑件,为了保证塑件在充模过程中不至温降太大而影响充型,可设置加热装置对模具进行预热.对于小型薄壁塑件,且成型工艺要求模温不太高时,可以不设置冷却装置而靠自然冷却.7.1.2 模温对塑件质量的影响（1）改善成型性 每种塑料都有其适应的成型模温,在成型过程中,若能始终保持想适宜的温度,则成型性可得到改善.模温过低降低塑料容体流动性,使塑件轮廓不清,甚至充模不满；模温过高,会使塑件脱模时和脱模后发生变形,使形状和尺寸精度降低.（2）成型收缩率 利用模温调节系统保持模温恒定,能有效的减少塑料收缩率的波动,提高塑件合格率.（3）塑件变形 模具型芯与型腔温差过大会使塑件收缩不均匀,导致塑件变形.需常用合适的冷却回路,确保模温均匀,消除塑件翘曲.（4）尺寸稳定性 对于结晶型塑料使用高模温有利于结晶过程的进行,避免在存放和使用过程中,尺寸发生变化；对于柔性塑料才用低温有利于素件尺寸稳定.（5）力学性能 适当的模温,可使素件力学性能大为改善.模温过低,使塑件内应力增大,高模温,可使其应力开裂大大降低.（6）外观质量 适当提高模温能有效的改善塑件外观质量.过低的模温会使塑件轮廓不清,产生明显的银丝、云纹等缺陷,表面无光泽或粗糙度增加等.7.2冷却系统的设计为提高生产效率,得到变形小的制件,除了塑料形状与型腔设计外,冷却系统的设计是很重要的.7.2.1 冷却水道的设计原则（1）冷却水道数量尽量多,尺寸尽量大.型腔表面的温度与冷却水孔的大小和冷却水的温度有关,在可能的情况下,冷却水的开设应该尽量多,尺寸尽量大,但是由于模具上各种孔的限制,只能在满足结构设计的情况下开设冷却水道,在设计复杂模具时,冷却水道的布置应跟其他孔(顶杆孔,型芯孔,镶件缝隙)综合考虑,争取达到最佳的结构.（2）冷却水至型腔表面距离相等.在塑件壁厚均匀时,冷却水孔和型腔的表面各处最好有相同距离,当塑件壁厚不均匀时,厚壁处冷却水道要靠近型腔,间距要小.一般水孔离型腔的距离大于10mm,常用1215mm.（3）浇口处加强冷却.普通熔融的塑料填充型腔的时候,浇口附近温度很高,距浇口越远温度越底,因此浇口附近要加强冷却,通入冷水,而在温度低的外侧,使经过热交换了的温度通过即可.（4）降低出水和入水的温度差.如果入水温度和出水温度的差别太大时,使模具的温度分布不均,特别是对流动距离很长的大型制件,料温愈流愈底,为取得整个制件大致相同的冷却速度,可以改变冷却水道排列的形式,对大型制件,型腔比较长.（5）冷却水应避免设在塑件熔接痕处 当采用多浇口进料或者型腔形状复杂时,溶体在汇合处会产生熔接痕,为确保该处的强度,尽可能不在熔接部位开设冷却通道.（6）冷却水道的排列形式,本制件顶出杆,螺钉较多,加上导柱,导套,这些装置分布在动模和定模上,占距了大量的空间,因此在设计冷却水道的时候应该避开这些装置,所以在相对均匀的情况下.（7）合理确定冷却水接头的位置 进出水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧面,为了不影响操作,通常应设在注射机的背面.水管接头多采用自动接头.（8）便于加工和清理,冷却水道要易于加工,便于清理,一般孔径设计为812mm.7.2.2.冷却回路的布置 根据塑件的形状并考虑到其成型工艺性、浇口等设计出了型腔冷却回路和型芯冷却回路.见装配图第八章 顶出和导向机构的设计8.1 顶出机构的设计8.1.1 顶出机构的分类顶出机构按驱动形式分为：手动顶出、机动顶出、气动顶出。按模具结构形式分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出。8.1.2 顶出机构的设计原则 顶出设计的设计原则： 顶出机构应设置在动模一侧：因塑件一般均留在动模一侧以便顶出。 顶出时与塑件的接触应为塑件内表面及其他不明显的位置，以保证塑件外观。 顶出装置均匀分布，顶出力作用在塑件承受力最大的部位。以防变形和损伤。 顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠，足够的强度、耐磨性，平稳顺畅无卡滞，并且制造方便，易于维修。8.1.3 顶出机构的基本形式顶杆顶出机构的基本形式：常用断面形状有圆形、矩形、腰形、半圆形、弓形和盘形等。本设计选用圆形，因为易于加工，容易保证配合精度及互换性，易于更换，滑动阻力最好，不卡滞，应用最广。顶杆的结构形式如图8-1所示为一般经常用的两种顶杆形式。本次设计主要采用圆形和矩形的阶梯顶杆。 图8-1顶杆的形式8.2 导向机构的设计 导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，它能够保证注射模具准确的开合模，并在模具中起定位、导向和承受一定侧压力的作用，导向机构的形式主要有导柱导向和精定位装置。8.2.1导柱和导套的设计导柱导向机构主要包括导柱和导套，其设计原则如下：导柱应合理的均布于分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度，防止模板变形。若模具凹凸模合模有方位要求，则应采用等直径导柱不对称或不等直径对称的布置方式。导柱和导套应有足够的耐磨性。最好装在定模上以便脱模（特殊情况如推板由导柱导向推出塑件时，装在动模）。各导柱、导套、导向孔的轴线应保证平行以确保合模准确性。导柱与导套的配合具有导向作用、定位作用、承受一定的侧向压力。导柱的结构形式：注射模具常用导柱的结构形式有两种：带头导柱和带肩导柱。导柱的结构形式也可以分为：无储油槽导柱：用于小型模具，小型生产。有储油槽导柱：用于大型模具，大批量生产。有储油槽的导柱结构，此种导柱加工方便、制造容易，常用于中、小型模具和塑料制件生产批量不大的场合6。短导柱：用于深型腔注射模具，并于凹凸模的斜面定位联合使用，也用于大型塑料注射模以增加刚度。直通式导柱：用于小型模具单件生产。顶柱式导柱：为增加动模垫板刚度，简化模具结构，兼作顶柱。用于塑件投影面积大的情况。由于本设计是小型模具设计，但是是深型腔注射模具，所以采用带头短导柱。导套可分为直导套和带肩导套。带肩导套轴固定容易，而直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构。本设计中导套选为带肩的导套，并且带油槽。导套的形式如图8-2所示。 图8-2 带头导柱和直导柱8.2.2 导柱（导套）在模板上的布置导柱和导套在模板上的布置一般遵循以下几点： 二导柱（用于小型模具）：合模无方位要求时：二导柱直径相同对称分布；有方位要求时：二导柱直径不同或直径相同不对称分布。 三导柱：用于中小型模具。 四导柱：用于深腔大型模具，在圆模板上，在矩形模板上。 八导柱：四短（增强导向刚性）四长，用于深腔、薄壁，要求壁厚均匀的模具。根据以上要求本设计选择了八导柱。具体布置看装配图。8.3 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个顶出元件恢复到原来设定的位置。如顶杆、顶管、顶块等。但因其端部一般并不直接接触到定模的分型面上，故模具闭合时并不能驱动它们复位，必须依靠特设的复位机构。复位机构分为复位杆复位和弹簧复位。具体形式看装配图。8.3.1 复位杆复位复位杆复位制造简单，易安装调节，动作稳定可靠，应用广泛。复位杆的设计要点：位置对称，分布均匀，以保证复位过程中顶板的移动平衡。一般设四根，均布，同顶杆固定方式。复位杆对顶杆固定板兼起导向作用，故复位杆间距、跨度尽量大，直径尽量大。为避免合模时与定模板发生干扰而合模不严，安装时复位赶应低于动模分型面0.25mm。与动模的配合精度H7/f7,配合长度尽量大些以保证复位移动的稳定性。材料为T10A，头部淬火硬度HRC5458。8.3.2 弹簧复位和顶杆兼作复位弹簧复位：用于结构简单的小型模具。弹簧弹力应足以使顶出机构复位。但弹簧易失效，故应尽量选长些并及时更换。顶杆兼作复位：用于顶杆间距、直径较大并设置在塑件周边的大型塑件的注射模具。通过比较，本设计选取复位杆复位，并通过弹簧复位。第九章 侧向分型抽芯机构的设计凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作的机构，统称为侧向分型抽芯机构。从广义上来讲，它也是实现塑件脱模的装置。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一种是开模时首先完成侧向分型或者抽芯，然后推出塑件；第二种是侧向抽芯或者分型与塑件的推出同步进行。本塑件采用第一种方法。侧向分型抽芯的机构类型很多，通常按动力来源分，可分为三种类型：1.手动侧向分型抽芯机构；2.机动侧向分型抽芯机构；3.液压（气压）侧向分型抽芯机构4。机动侧向分型抽芯机构指借助注射机的开模力或者顶出力与开模力进行模具侧向分型、抽芯及其复位动作的机构。这类机构经济性好，效率高，动作可靠，实用性强。其主要形式有：弹簧分型抽芯、斜导柱分型抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯、齿轮齿条分型抽芯等。其中以斜销分型抽芯用得最为广泛4。根据以上特点，本次设计采用的就是斜导柱侧向分型抽芯机构为主，应用液压侧抽机构侧抽较深的孔。9.1 抽拔距与抽拔力的计算9.1.1 抽拔距的计算将侧向型芯或拼合凹模（滑块）从成型位置抽拔或分开至不妨碍塑件脱模位置的距离称为抽拔距。一般抽拔距取侧孔深度加23mm。本设计的凹模由两拼块组成，当凹模由两拼块组成时抽拔距S由下式计算：S=S1+（23）mm式中 S分开拼合凹模（瓣合模）所需的抽拔距(mm)；S1侧凹分开至不影响塑件脱模的距离（mm）；本塑件的侧孔深2.01mm，侧壁的凸起最高的为5.02mm，所以抽拔距S=7.03+3=10.3mm，所以其斜销的有效长度有效长度L4=S/sin=10.3/sin13=45.79mm，完成抽拔距所需的最小开模行程H由下式计算： H=Scot =10.3cot13=43.3mm液压抽芯部分孔垂直侧面的深度为39mm，所以液压侧抽的距离为42mm。9.1.2 抽拔力的计算抽出侧向型芯或分离侧向凹模所需的力称为抽拔力。抽拔力的计算公式为：Fm=(Fy-Fsin)f其中：Fm 摩擦力，N；Fy 塑件对型芯的正压力，N；F 脱模力，N； 脱模斜度，度；f 摩擦系数，一般取0.10.3F=PA（fcos-sin）+9.8kPaB其中：P 单位面积塑件对型芯的正压力Pa,一般P=（4.8411.76）Mpa； A 塑件包紧型芯的侧面积，m2；f 摩擦系数，一般取0.10.3； 脱模斜度，度； B 塑件垂直脱模方向的投影面积，m2.计算抽拔力： 斜导柱侧抽的抽拔力Fm=592.34N 液压侧抽的抽拔力=132.26N9.2 斜导柱侧向分型抽芯机构9.2.1 斜导柱的设计斜导柱分型抽芯机构主要由侧抽芯机构、侧滑块、斜导柱、琐紧块和定位装置组成，其特点是结构紧凑，制造方便，动作可靠。侧型芯与侧滑块做成整体，开模时，通过开模力驱动斜导柱产生侧向分力，迫使侧滑块在导滑槽内向外移动，达到侧向抽芯的目的，闭模时，斜导柱又能准确的进入侧滑块的斜孔中，使侧滑块回到成型位置。斜导柱的轴线与开模方向成一定倾角，要兼顾抽拔距与斜导柱所受的弯曲力，一般最大不超过30，本设计选用角度为13。斜导柱材料选择T10A钢，淬火硬度达到HRC5458。求斜导柱直径： 应用如下公式：d=(PH/0.1弯cos)1/2(cm)其中：P斜导柱所受的最大弯曲力（kN
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