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182 光驱外客注射模设计 光驱 外客 注射 设计

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江南大学 继续教育 学院（系） 数控技术 专业毕 业 设 计 任 务 书一、题目及专题：、 题目光驱外客注射模设计 、专题 总体设计、主要零、部件设计 二、课题来源及选题依据本课题研究的内容是光驱外壳注塑模具设计，采用注塑成型,使用注塑设备是注塑机, 材料是ABS, 模具是注塑模, 对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。希望可以通过毕业设计, 能够对模具的认识有了一个质的飞跃, 能配合使用单位或美工设计人员，根据塑料成型特点进行一般塑件工艺设计；掌握一般机械加工和特种加工、金属材料的选择及热处理知识的基础上，了解塑料模具的制造特点，根据不同情况选用模具型腔加工新工艺，能够编制型芯和型腔的加工工艺规程。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1.设计技术图样折合A0不少于二张。 2.设计说明书一份，字数不少于10000字。 四、接受任务学生： 数控70202 班 姓名 程桂鑫 五、开始及完成日期：自 2007 年 10 月 15日 至 2007年1 1月 20日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 教研室主任学科组组长研究所所长签名 院长(系主任) 签名2007 年 10 月15日 编号 毕 业 设 计题目：光驱外客注射模设计 继续教育 学院 数控技术 专业学 号： 20051494 学生姓名： 程桂鑫 指导教师： 李 超 07年11月大专（脱产）毕业设计开题报告书 题 目光驱外客注射模设计姓 名程桂鑫学 号20051419专 业数控技术指导教师李 超职 称 2007 年 11 月课题来源 企业开发研制产品需要。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） 根据学生所学专业及教学大纲要求，结合相关企业实际生产需要及设计模式，促使学生将所学专业基础知识及专业知识具体应用到实践中，培养其理论联系实际的能力。 研究内容按产品的制造和生产的要求，初步定了以下几个研究对象：一、塑件注射模具二、塑件分析：三、注射机的选择四、浇注系统的设计五、推出机构的设计六、导向机构的设计七、侧向分型与抽芯机构设计八、温度调节系统九、模具的装配十、试模十一、修模十二、小结十三、参考文献拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析材 料：ABS 性能： 综合性能较好，无毒，化学稳定性好，耐水、油等；吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。尺寸精度：IT10 采用加工中心加工成型零部件经工艺分析、工艺计算，确定了该设计工艺流程。同时对所设计的模具分别进行了分析说明，整个过程采用AutoCAD软件绘制模具的二维装配图和个别零件图。所需设备在厂方已经具备。 研究计划及预期成果塑件的外形和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，型腔、型芯的形状是塑件的复映，这些复杂的立体形加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，采用通用机床加工时，不仅要求工人技术等级高、 辅助工夹具、刀具多，而且加工周期长。特色或创新之处型腔的外形尺寸是根据材料ABS的收缩量5/1000和拔模斜度加30计算后的大端尺寸。型腔装配好以后，钳工进行锉削，修整出拔模斜度，以便于脱模。复位杆与动模板装配时，修整顶杆与复位杆的端面，使其与动模板在同一平面，偏差允许在上、下偏差0.02以内。已具备的条件和尚需解决的问题尚未有模具模拟实验室指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日院系意见 主管领导签名： 年 月 日毕业设计（论文）中文摘要本课题的名称为“光驱外客注射摸设计”，根据塑件的结构、技术要求及企业生产的实际情况进行塑料件的注射模设计。分别对浇口形式、分模面的选取、抽芯机构、镶件的固定方式等进行了介绍。光驱在日常生活中越来越多，同时在轴承的大量使用下和轴承的配套产品也得到了飞速发展。我所做的课题就是关于光驱外客设计。光驱产品要求骨架位置正确，产品致密性好，骨架与橡胶粘接牢固。产品外观质量好，胶边少。产品在安装和使用时有一定的过盈量调节性，产品安装和使用性能更佳。骨架上的孔使产品在梳化化时内壁胶料填充充分，且致密性好。此制品是大批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时考虑到制品的一些特点。制品的主要特点是其结构形状比较复杂，在这里利用模具成型时，可用小滑块进行侧向抽芯。制品在外形尺寸和内部结构尺寸方面是按照标准系列来定的，在模具设计时需要注意！关键词：分型面，注射模。- I -光驱外客注塑模设计第1章 塑料注射模具 塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广泛的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS塑料便是丙烯青、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产，使其既有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具行腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构，线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料，可反复加热冷却加工，而经过加热多个分子发生交联反应，连接成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的，不能重复注射加工，也就是所说的热固性塑料。既然是链状结构，那塑料的在加工是收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关，在流动方向的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩范围较广，在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构急确定注射时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑，收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具（特别是静模没有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。浇口套一般为标准件，除非特殊原因，不建议取消。浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。有写特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度先割割成。部分模具必须静模脱模是，还得加上静模脱模机构。动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。脱模机构中除了脱料杆，还有回位杆，部分模具还要增加弹簧以实现例如自动脱模等功能。还有导柱、冷却水孔、流道等也是不可少的模具的基本结构。当然，斜导模具还有斜导盒、斜导柱等。当为一产品设计模具时，首先要设定墨菊的基本结构尺寸以备料。来加快模具制造的速度。复杂产品应先绘制好产品图，再定好模具的尺寸。现在的模具基本上要进行热处理，家高模具的硬度，提高模具使用寿命。早热处理前，先对模板进行初步加工：钻好导柱孔、回位孔（动模）、型腔孔、螺丝孔、浇口套孔（静模）、拉料孔（动模）、冷却水孔等，铣好流道、型腔，有些模具还应铣好斜导盒等。现在普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些专业模具钢，CR12等硬度不能太高，在HRC60度时经常开裂，模板的常用硬度一般为HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料为Cr2W8v，制造后在氮化处理表面硬度，硬度应为HRC58以上，氮化层应越厚越好。浇口直接关系到塑件的美观，浇口设计不好的话，容易产生缺陷。在没有任何阻挡的情况下和容易产生蛇型流。对于要求高的产品，还应设计溢流和排气。溢流处可以用顶杆，不要在模板上留有溢流飞边，才不 至于影响模具寿命。第2章 塑件分析2.1 材料分析（1） 产品的材料为：尼龙1010（2） 查资料可知道尼龙1010的主要物理参数：聚酰胺俗称尼龙（Nylon）英文名称为Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团NHCO的热塑性树脂总称。摆阔脂肪族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，例外还有尼龙1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，但体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RTM）尼龙，芳香族尼龙，透明族尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其它聚合物工混合合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。尼龙是最重要的工程材料，产量在五大通用工程塑料中居首位。性能：尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，自滑润性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为：PA66PA66/6PA6PA610PA11PA12。尼龙的燃烧性为UL94v-2级，氧指数为24-28，尼龙的分解温度299摄适度，在449499摄适度时会发生自燃。尼龙的溶体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。水份Q-GHPF3-1999 1.0熔点Q-GHPF3-1999 大于等于相对粘度Q-GHPF3-1999 1.70细度（通过180um筛网）Q-GHPF3-1999 96尼龙1010的收缩率在0.5%-5%。由于塑件的料厚为5mm，故最终确定注塑件是收缩率在2.5%。2.2 塑件缺陷分析（1）变形：产品出模时变形，有模温、料温和产品出模时温度较高，保压时间不够和残余应力的作用等非设计原因，产品壁厚和收缩不均，浇口位置不当和顶杆位置不当、粘模造成的等是设计是必须考虑的。（2）断裂：回料或填料过多、顶杆太小太少、顶速过快、料湿太低、粘模、间隙太小造成的真空态等，有嵌件的嵌件预热不够也回造成裂痕。少数产品须经退火消除应力。（3）磨损：脱模斜度太小脱模困难、垂直度不行，磨损处有加工残留，如磨床后在型腔锋角处毛刺。粗糙度过大等，很容易解决。气泡温度太低、太高，壁厚悬殊或过厚，水份过高，含溶剂或易挥发无，压力过大、排气不畅，注射周期太长造成塑料在料筒里分解。（4）飞边：锁模压力敌不过注射压力，模板变形、闭合不紧，温度过高，芯子型腔间隙太小、位置偏移等。（5）斑纹：塑料过热分解，压力太低，流道、浇口太小和位置不当，当浇口设计不合理，发生喷射，塑料没有充分干燥。温度太低在充模时形成波纹。熔接痕在多芯子并破坏时是很难避免的，合理的调控温度和注射温度，设计好浇口和排气溢流位置以改善产品外观。 第3章 注射机的选择3.1 初选注射机：根据制件要求 初选注射机的型号为：XSZY125型号的螺杆式注射机！3.2 注射机的有关工艺参数校核 3.2.1 型腔数量的确定和校核 对于多型腔对于多型腔注射模，其型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因素影响。 （1）按注射机的额定塑化量进行校核 nmKMt/3600-m1 公式（3-1）式中 K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； M注射机的额定塑化量，g/h或cm3/h; t成型周期，S； m1浇注系统所需塑料质量或体积，g或cm3； m单个塑件的质量或体积，g或cm3； n型腔的数量。 （2）按注射机的额定锁模力进行校核npAFP-pA1 公式（3-2）式中 FP 注射机的额定锁模力,N; A 单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm3 A1 浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm3 P 塑料熔体对型腔的成型压力，MPa,其大小一般是注射压力的80%。 按上述方法确定或校核型腔数量是，还必须考虑成型塑件的尺寸精度、生产的经济性及注射机安装模板的大小。一般说来，形腔的数量越多，塑件的精度就越低（经检验认为，没增加一个行腔，塑件的尺寸精度便降低4%-8%），模具的制造成本也越高，但效率会明显增加。 由于本制品为小尺寸塑件，为了不浪费材料，选用一模二腔。3.2.2 最大注射量的校核最大注射量是指注射机一次注射塑料的最大容量。设计模具时，应保证成型塑件所需的总注射量小于所选注射机的最大容量，即：nm+m1Kmp 公式（3-3） 式中 mp注射机允许的最大注射量，g或cm3 因聚苯乙烯塑料的密度是1.05g/cm3近似于1 g/cm，因此规定注塞式注射机的允许最大注射量是以一次注射聚乙苯的最大克数为标准的；而螺杆式注射机是以体积表示最大注射量的，与塑料品种无关。nm+m1Kmp 关n 型腔的数量为1m 单个塑件的质量或体积，g或cm3m1 浇注系统所需塑料质量或体积，g或cm3k 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8mp注射机允许的最大注射量，g或cm3系统的凝料设为0.4 cm3，则m1=0.4所以 左边=29.9+0.4=20.2 右边=0.8125=100因此 满足公式（3-3）所以 不等式成立！所以 注射量的标准符合要求3.2.3 锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面涨开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注射机的额定锁模力FP，才能保证注射时不发生溢料现象，即：Fz=p(nA+A1)Fp 公式（3-4）式中Fz熔融塑料在型面上的涨开力，N。型腔内的压力约为注射机注射压力的80%左右，通常取2040MPa。常用塑料注射成型时所用的型腔压力值列于表3-1。 表3-1 常用塑料注射时所选用型腔压力塑料品种高压聚乙烯（PE）低压聚乙烯（PE）PSASABSPOMPC型腔压力101520152030303540Fz=p(nA+A1)FpFz_熔融塑件在分型面上的涨开力；A 单个塑件在模具分裂面上的投影面；P成型压力MPa，大小一般为注射压力的80%；由于制品为ABS材料，左边=125x（1xx16+2xx16）=100480N=100.48KN右边=900因此 满足公式3-4所以 不等式成立所以 锁模力符合要求！3.2.4 注射压力校核 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、塑件形状和浇注系统的压力损失等因素决定的。对于粘度较大的塑料以及形状细薄、流程长的塑件，注射压力应取大些。由于柱塞式注射机的压力损失比螺杆式大，所以注射压力也应取大些。注射压力的校核是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。由于注射机的额定注射压力为120MPa,而成型时所需的注射压力为100MPa所以 注射压力符号要求！3.2.5 开模行程的校核 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出是所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。 本模具是具有侧向抽芯是的最大形成。当模具需要利用开模动作完成侧向抽芯时，开模行程的校核应考虑侧向抽芯所需的开模行程，若设完成侧向抽芯所需的开模行程为Hc，当HcH1+ H1，Hc对开模行程没有影响。当Hc H1 +H2时，可用Hc代替公式中H1 +H2的进行校核SH1 +H2+（510） 公式（3-5）Hc侧向抽芯所需的开模形成 mm；H1推出距离 mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度 mm;S=160mm经计算Hc=10mmH1=4.5+2=6.5mmHc H1 +H2SH1+H2+(510)所以 开模行程符合要求！3.2.6 模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核 为了使注射模具能顺利的安装在注射机上并生产出合格的塑件，在设计模具时必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安装螺孔尺寸等。 （1）喷嘴尺寸设计模具时，主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球面略大一些，如图3.1所示，即R比r大12。主流道小端直径略大，即D比d大0.51，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。RdDr图3-1 主流道与喷嘴1-注射机喷嘴; 2-浇口套已知：r=12 d=4又R=r+(12)D=d+(12) 所以 取R=13 D=5（2）定位圈尺寸 为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上凸出的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松的间隙配合。（3）最大、最小模厚 在模具设计时，应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时应校核模具的外行尺寸，使得模具能从注射机的拉杆之间装入。 所以模具的总厚应在200300之间（4）安装螺孔的尺寸注射模具的动模和定模固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板上的螺孔尺寸相适应。模具在注射机的安装方法有两种：一种是螺钉直接固定；另一种是用螺钉、压板固定。当用螺钉直接固定时，模具固定板与注射机板上的螺孔应完全吻合；而用压板固定时，只要在模具固定板安放在压板的外侧附近有螺孔就能紧固，因此，压板固定具有较大的灵活性。对于重量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全，而本设计中，由于制品较小，所设计出的模具重量也较小，所以只需用螺钉、压板固定即可。由上述数据可见，选用注射机的型号为：XSZY125。额定注射量：125cm3注射压力：120MPa注射行程：115注射方式：螺杆式锁模力：900KN最大成型面积：320 cm2最大开模行程：300喷嘴圆弧半径：12喷嘴孔直径：4动、定磨固定板尺寸：428458机器外型尺寸：33407501550由此可见，选择XSZY125型号注射机。根据制品尺寸，设计成型零部件：（1）尼龙1010的收缩率在0.55%（查书塑料成型工艺与模具设计第 343页（2）采用平均收缩率 S平=0.55%（3）型腔类尺寸： 5.00 9.90 148.20 139.20 128.40 42.00 4.20 8.50 29.10（4）型芯类尺寸93.00 91.15（5）中心距尺寸：12.50 R2.30 4.50本制品的零件图没有尺寸精度。本着在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度的原则。采用SJ137278公差数值标准中的8级精度，对孔类尺寸取表中的数值冠以“+”号，对于轴类尺寸取表中冠以“-”号，对于两孔或中心距尺寸取表中的一半，再冠以“”号。第4章 浇注系统的设计注射模的浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴进模具开始到型腔为止所流经的通道，它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利的排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外行清晰、表面光滑和尺寸稳定的塑件。 浇注系统可分为普通和热流道浇注系统两大类。 本设计中采用普通浇注系统。 浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料穴等四部分组成。4.1 主流道的设计 主流道是指浇注系统从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状一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。 主流道通常位于模具入口处，其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于塑料熔体的流动及流道，由于要与高温塑料及喷嘴反复接触，所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套，如图4-1所示：R2DR1dL图4-1主流道始端直径： D=d+（0.51）本模具的注射机选XSZY125查表得：d=4 D=4+（0.51）球面凹坑半径： R2=R1+（0.51）本模具的注射机选XSZY125查表得：R1=12 R2=12+（0.51）半锥角： =12主流道的长度L60本设计中取 L=374.2 分流道的设计 在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注系统时，应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道作用是改变熔体流向，使其已平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。 分流道要求熔体的阻力尽可能小，转折处应圆弧过度，各型腔保持均衡进料。由于本设计中分流道较长，在分流道的末端应开设冷料穴，分流道的截面形状，常用的有圆形、梯形、U字形和六角形等。 由于本设计中，分型面不是平面。常采用梯形或半圆形截面的流道，有梯形截面形状的流道与U字形截面流道特点相似，但比U字形截面形状的流道的热量损失及冷凝料都多；加工也较方便，因此较常用，本设计中也采用梯形截面流道。 分流道截面尺寸应根据塑件恩德成型体积、壁厚、形状、所用塑料的工艺性能，注塑速率以分流道的长度等因素来决定。 梯形截面分流道可按下面的公式来计算： b=0.2654 公式（4-1） h=b 公式（4-2）式中 b 梯形大底边宽度， m塑件的质量,g L分流道的长度， h梯形的高度， m=ev =1.052.98 =3.129g 所以b=0.2654 =0.2654 9 h=b=6 具体的分流道形状及尺寸如图4-2所示：图4-2 其中r=13 在此取14.3 浇口的形状浇口也称为进料口。是分流道和模穴之间的狭小通口，也是最为短小肉薄的部分。作用在于利用紧缩流动面而使塑料达到加速的效果，高剪切率可使塑料流动性良好（由于塑料的切变致稀特性）；黏带加热的升温效果也有提升料温降低黏度的作用。在成型完毕后浇口最先固化封口，有防止塑料回流以及避免模穴压力下降过快使成型品产生收缩凹陷的功能。成型后则方便剪除分流道系统及塑件。型腔与分流道之间采用一段距离很短、截面积很小的通道相连接，此通道称为浇口，它是连接分流道与型腔的桥梁。它具有两个功能，第一、对塑料熔体流入型腔控制作用；第二、当注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会侧流，浇口是浇注系统的关键部分。浇口一般分非限制性浇口和限制性浇口，本设计采用限制想浇口，它有可分为侧浇口系列；点浇口系列；盘还型浇口系列，由于侧浇口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。本浇口取潜伏式叫口 图4-34.4 浇口位置的选择浇口的形式很多，但无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。另外，浇口位置的不同还会影响模具的结构。选择浇口时，需要根据塑件的结构与工艺特征和 成型的质量要求，并分析塑料原材料的工艺特性与塑料熔体在模内的流动状态、成型的工艺条件，综合进行考虑。（1）尽量缩短流动距离（2）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷（3）浇口应开设在塑件壁厚处（4）考虑分子定向的影响（5）减少熔接痕提高溶解强度 在本模具中，由于制品是一个长、薄壁件，并且在制品的中间还有一个很大的方行口，如果所以浇口的位置没有设置在制品的中间离主流道最近的地方！那么在熔融的塑料流进行腔是它的路程将远大于由上端流进的路程，那样将对制品产生缺陷，所以我选择了浇口在制品的端部。 图4-44.5 浇口系统的平衡（1）分流道的平衡本设浇口形状相同，分流道的平衡，能保证熔体均匀地同时充满所有型腔，且在保压期间各型腔的补料条件也相同，由于本设计中型腔对称分布，属自然平衡的浇注系统。（2）浇口的平衡由于本设计中制品一般，但分流道比较细长及流道中熔体的流动阻力和温度的降低都不可忽略时，温度和压力的降低都会使远离主流道较远的型腔难以充满，此时要计算各浇口的BGV值，看是否相等，由于本设计中的两型腔对称分布，各因素都相同，所以它们的BGV值肯定相等，为了使两型腔能基本上同时充满，浇口大小应一致，以达到平衡。应顺利导引塑料填满模穴，并使模穴内空气得以顺利逃逸，以免包封烧焦的问题。避免发生短射、毛边、包封、缝合线、流痕、喷流、残余应力、翘曲变形、模仁偏移等问题。流道系统流程较长或是多点浇（Multiple Gating）吖，由于流动不平衡、保压不足或是不均匀收缩所导致的成品翘曲变形问题应加以防止。产品外观性质良好，去除修整浇口方便，浇口痕（Gate Mark）无损于塑件外观以及应用。保证塑料制品能够脱模。因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个轮廓应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利陀模，保证塑件要求，模具结果简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。第5章 推出机构设计5.1 推出机构的设计要求（1）设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧 由于推出机构的动作是通过注射机的动模一侧的顶杆或液压缸来驱动的，所以，在一般情况下，模具的推出机构设在动模一侧。正是由于这个原因，在考虑塑件在模具中的位置和分型面的选择时，应尽量能使模具分型后塑件留在动模一侧，这就要求动模部分所设置的型芯被塑件包络的侧面积之和要比定模部分的多。（2）塑件在推出过程中不发生变形和损坏 为了使塑件在推出过程中不发生变形和损坏，设计模具时应仔细进行塑件对模具包紧力和黏附力大小的分析与计算，合理地选择推出的方式、推出的位置、推出零件的数量和推出面积等（3）不损坏塑件的外观质量 对于外观质量要求较高的塑件，塑件的外部表面尽量不选作推出位置，即推出塑件的位置尽量设在塑件的内部。对于塑件内外表面均不允许存在推出痕迹时，应改变推出机构的形式或设置专为推出使用的工艺塑料块，在推出后再将工艺塑料块与塑件分离。（4）合模时应使推出机构正确复位 设计推出机构时，应考虑合模时推出机构的复位，在斜导杆和斜导柱侧向抽芯及其他特殊情况下，还应考虑推出机构的先复位问题等。（5）推出机构应动作可靠 推出机构在推出与复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠、灵活，制造容易。5.2 推出力的计算塑件注射成型后，塑件在模内冷却定形，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须先克服因包紧力而产生的摩擦力。 Fm=2tcos（f-tg）/（L+u）k+10B 公式（5-1）E塑料的拉伸模量塑料的成型平均收缩率t塑件的平均壁厚L塑件包容型芯的长度u塑料的松比脱模斜度f塑料与钢材之间的摩擦系数Fm=21.95100.51.618cos（0.25-tg）/（1+0.35）KK1=1+fsin40cos40 =1.0035Fm=3110NF=43110N =12410N5.3 推杆形状的设计及固定形式 由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，制造、修配方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出是运动阻力小，推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换，因此，推杆推出机构是推出机构中最简单、最常见的形式。 根据制品尺寸和脱模力推杆直径d=5，个数为4根。图5-1dLh教材规定塑料成型工艺与模具设计第177页推杆固定板孔应为d=6。推杆抬肩部分直径为d+5=10，推杆固定板上的台阶孔为：d+6=11L根据模具实际要求得： L=136.6推杆的材料用T8A，热处理要求硬度为5054HRC，工作配合部分的粗糙读Ra.为0.8。图5-25.3 推杆位置的选择推杆的位置应选择在脱模阻力最大的地方。因塑件对型芯包紧力在四周最大，可在塑件内侧附近设置推杆，如果塑件深度较大，还应在塑件的端部设置推杆。有些塑件在型芯或型腔内有教深切脱模斜度较小的凸起，因收缩应力的原因会产生较大的脱模阻力，在该处就必须设置推杆。推杆位置选择应注意，当塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。推杆位置选择时应注意塑件本身的强度和刚度，尤其是薄壁塑件，应尽可能地选择在壁厚和凸缘等处，否则很容易使塑件变形甚至损坏。在必要时，可通过增大推杆的面积，降低塑件单位面积上所受的阻力。推杆的位置应选在脱模阻力最大、平整有可靠的地方，本模具的推杆放在制品四个角的下面。5.3 复位机构其主要帮助推杆复位和侧型腔复位。在推板上加复位杆，起固定形式如同推杆的固定，在复位杆位置的选择方面，我选在磨具的两侧模板的空白处！推杆的大小为14136.6第6章 导向机构的设计导向、定位机构是保证动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，主要有合模导向装置和锥面定位两种形式，本设计中采用导柱导向，主要零件：导柱、导套。（1）导向、定位机构的作用 定位作用、导向作用、承载作用，保持运动平稳作用。（2）导向、定位机构的总体设计 导向零件应合理得均匀分别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发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般需要24个导柱。由于本设计属于小型模具，可以只要四个径相同且对称分布的导柱（3）导柱的结构与设计 导柱的结构形式随模具结构大小及塑件生产批量的不同，主要有以下几种形式：台阶式导柱、柳合式导柱、合模销。本设计中，由于模具不大，批量也不大，可以直接采用台阶式导柱，如图6-1所示。66LDd/3d(f7)d(m6)L1图6-1导柱的长度必须比凸模端面的高度高出68，以免在导柱导正方向之前凸模行进入型腔，相碰而损坏。此外，导柱长于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放在工作台上，而不至于擦伤凸模成型表面，导柱的端部作成锥形，目的是使导柱能顺利地进入导套。导柱的尾部埋在模板内，固定部分按H7/m6过度配合，滑动部分按H8/f6间隙配合，表面粗糙度可为Ra0.4 um。导柱应具有坚韧而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用低碳钢（如20LoMn2B）经渗碳淬火处理,碳素工具钢(T8A、T10A)经淬火处理,硬度为55HRc以上,或45钢经调质,表面淬火、低温回火, 硬度为55HRc以上。本设计中，导柱的材料选择为T8A，硬度为55HRc以上。（4）导套的结构与设计注射模常用的标准导套有直导套和带头导套两大类。由于本设计是小型模具，可采用直导套的固定方式，其结构简单，制造方便。为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔最好作成通孔，以利于排出孔内的气体。导套的材料一般与导柱相同，采用T8A。直导套用H7/r6过盈配合镶入模板，导套的固定部分的粗糙度为Ra=0.4um，导向部分粗糙度为Ra=0.40.8um。直导套的形式如图6-2所示（5）导柱和导套的配用图6-2 具体的配合图形如下图6-3所示 （6）模架的选择 由于本设计中采用推料板进行卸料，而且有顶杆出机构，有斜导柱，侧抽芯，所以选择P4型模架，基本框架如下兔6-4所示：其中经计算A=40，所以查表选择B=50、C=80，总的闭合高度为H=A+B+C+80=250在200和300之间，符合要求：图6-3图6-4查模具标准应用手册第404页第7章 侧向分型与抽芯机构设计当塑件具有开模方向不同的内侧孔，外侧孔或侧凹时，除极少数情况可以强制脱模外一般都必须成型侧孔或侧凹的零件作成可动的结构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中型芯上脱模完成侧向活动型芯抽芯和复位机构就叫侧向抽芯机构。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一是开模时优先完成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；二是侧向抽芯分型与塑件的推出同步进行。侧向分型与22机构按其动力来源可分为手动、机动、气动或液压三类。由于本设计中脱模力较小，可以直接采用机动侧向分型抽芯，这样操作方便，生产效率也能够提高，便于实现自动化生产。机动的方式有：斜导柱分形抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯等不同的形式，本设计中采用斜导柱侧向分型抽芯机构。7.1 机动式侧面分型抽芯机构本设计中选用斜导柱分型抽芯机构，它结构简单，制造方便，安全可靠。斜导柱的抽芯有三中基本形式，抽芯方向与开模方向垂直。抽芯方向偏向动模角，抽芯方向偏向定模角，由于本设计中制品很小，脱模力很小，所以可以直接选用垂直方向。7.2 斜导柱侧向分型抽芯机构的设计斜导柱侧向分型抽芯机构主要由斜导柱、滑块、压紧块和定位装置等零部件组成，此外还有一些与合模动作有关的复位装置和定距拉紧装置等。（1）斜导柱的设计斜导柱的长度及开模行程的计算Rd1(b11)d1(m6)图7-1 斜导柱的倾斜角：斜导柱侧向分型与抽芯机构中的斜导柱与开模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角。 由于脱模力Ft=10.4431KN。查表得：斜导柱的倾斜角为=15，最大弯曲力为Fw=1.00KN。 有Hw是侧型芯滑块受到脱模力的作用县与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离，它并等于滑块高度的一半。（2）斜导柱受力分析与直径计算LwFwHwFF1F2FkFt图7-2 Fx=0 F+Fsin+F-Tcos=0 Fy=0 Fsin+ Fcos- Fk=0 塑件对钢摩擦系数=0.10.3，取=0.2 脱模斜度=30 则F=FF=FkF=【Ft/（sin+cos）】【（tg+）/（1-2tg-）】Ft=Ap（cos- sin） 公式7-1式中：A塑件包络型芯的面积 P塑件对型芯单位面积上的包紧力，去取P=310帕 A=8.512.5+25 =106.25+10 =116.25 Ft=Ap（cos- sin） =116.25310（0.2cos0.5-sin0.5） =348.75100.19 =66.2610N F=【66.2610/（sin15+ cos15）】【（tg15+0.2）/（1-2tg15-0.2）】 =5.110N Hw=4.5 F=Fw=Ft/cos=Fc/cos 斜导柱所受弯距 M=【】W 式中：【】斜导柱所用材料的许用弯曲应力 W抗弯截面系数，一般碳钢可取310帕 W=d/320.1 d d=【FwLw/（0.1【】）】 =【10FtLw/【】cos】 =【10FcHw/【】（cos）】 =1066.261054.5/【3108(cos20)】 =9 取d=10在模具的外侧是用锲紧块来保证斜滑块的合模是的位置精度，但在模具的内侧抽芯时没有锲紧装置块来锲紧斜滑块！所以我采用了斜导柱 锲紧斜滑块，由于制品的斜滑块侧向涨模力很小，所以用斜导柱锲紧足可以保证锲紧，以保证制品精度。 （3）斜导柱的长度计算L4L3L2L1L图7-3在侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直时，斜导柱的工作长度L与抽芯距S及倾斜角有关。L=L1+L2+L3+L4+L5 =d2/2tg+b/cos+d/2tg+S/sin+(510) =4.55+22.55+3.64+40.9+(510) =707.3 斜滑块的设计（如图7-4）侧滑块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中一个重要的零部件，一般情况下，它与侧向型芯（或侧面成型块）组合成侧滑块型芯，称为组合式侧滑块。由于本设计中，侧型芯较容易加工，所以可以设计为整体式侧滑块。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。斜滑块的精度要求较高，且本设计中斜滑块是整体式的，所以可采用数控铣床，甚至加工中心来进行。斜滑块（斜型芯）是模具的重要成型零件，常用T8、T10、45钢等材料来制造，热处理硬度要求HRC50，对于45钢HRC40。本设计中的制品要求不高，为减少成本，提高经济性，可采用45钢，HRC40。图7-47.4锲紧块的设计 由于在注射成型过程中，侧向分型在成型压力的作用下会使侧滑块向外位移，侧向力会通过侧滑块传给斜导柱，使其变形，如果斜导柱与侧滑块上的斜导孔采用较大的间隙配合，侧滑块的外移会降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度，所以必须采用锲紧块。 设成型的过程中，侧向成型零件在成型压力的作用下会使侧滑块向外位移，如果没有锲紧块锲紧，侧向力会通过侧滑块传递给斜导柱，使其发生变形。如果斜导柱与侧滑块上的斜导孔采用较大的间隙（0.4-0.5）配合，侧滑块的外移会极大降低塑件侧向凹凸处的尺寸精度，因此，在斜导柱侧向抽芯机构设计时，必须考虑侧滑块的锁紧。锲紧块的结构形式如图8.5所示。 由于本设计中，侧滑块的抽芯方向垂直于合模方向 所以=+（23） 即=18图7-5第8章 温度调节系统模具温度是指模具型腔和型芯的表面温度。模具温度是否合适，均匀与稳定，对塑料熔体的充模流动，固化定型，生产效率以及塑料的外形和精度尺寸都有重要的影响。模具中设置温度调节系统的目的就是要通过控制模具的温度，使注射成型塑件有良好的 产品质量和较高的生产效率。8.1冷却系统的设计冷却回路的设计应该做到回路系统内流动的介能充分吸收成型塑料所导致的热量，使模具成型表面的温度稳定地保持在所需要的温度范围内，并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通。（1）冷却回路尺寸的确定：A=Mq/3600a(m+w)式中：A冷却回路总面积；M单位时间内注入墨菊中树脂的质量C单位质量树脂在墨菊内释放的热量q冷却水的表面传统系数m模具成型表面的温度w冷却水的平均温度（2）冷却回路总长的确定：L=100A/d式中：L冷却回路总长度A冷却回路总面积 d冷却水孔直径 确定冷却水孔直径时应该注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14毫米，否则冷却水难以成为最佳状态，以至降低交换效率。一般水空的直径可以根据壁厚来确定。平均壁厚为2毫米时水孔直径可去810毫米。 本墨菊设计中冷却水道直径为d=8mm（3）冷却水体积流量计算塑料树脂传给墨菊的热量与自然对流量到空气中的墨菊热量，辐射散发到空气中的墨菊热量以及模具传给注射机热量的差错，即为冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其它穿因素，那么模具所需要的冷却水体积流量则可用下式计算。Qv=Mq/60cp(1-2)式中：Qv冷却水体积流量M单位时间没注射模具的树脂质量q单位时间内树脂在模具内释放的热量冷却水的比热容冷却水的密度1冷却水出口处温度Q冷却水入口处温度（4）冷却水管的分布设置冷却效果良好的冷却回路的模具是缩短成型周期，提高生产效率最有效的方法。如果不能实现均一的快速冷却，则会使塑件内部产生应力而变形或开裂，随意应根据塑件的形状，壁厚以及塑料品种，设计与制造出能实现均一，高效的冷却回路。冷却回路设置的基本原则：冷却水道应尽量多，截面应尽量大冷却水道离模具型腔表面的距离一般为1015毫米水道入口的不止浇口处加强冷却和入口温差尽量小冷却水道应沿着塑料收缩的方向冷却水道的不止应避开容易产生熔接痕的部位8.2 加热系统的设计 由于本模具属于小型模具，所以不需要设置加热装置。 所以本模具采用四个直径为8个冷却水道！第9章 模具的装配（1）精修定模定模经过锻、刨后，磨削4面。下，上平面留修模余量：划线技工型腔。用铣床铣型腔回用电火花加工型腔。深度按要求尺寸增加0.2毫米；用油