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电表 塑料件 注塑 设计 注射 14 CAD

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电表端盖塑料件注塑模设计-抽芯注射模含14张CAD图,电表,塑料件,注塑,设计,注射,14,CAD

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PBT玻璃纤维增强复合材料水辅注塑成型的实验研究摘要：本报告的目的是通过实验研究聚对苯二甲酸丁二醇复合材料水辅注塑的成型工艺。实验在一个配备了水辅注塑统的80吨注塑机上进行，包括一个水泵，一个压力检测器，一个注水装置。实验材料包括PBT和15%玻璃纤维填充PBT的混合物以及一个中间有一个肋板的空心盘。实验根据水注入制品的长度的影响测得了各种工艺参数以及它们的机械性能。XRD也被用来分别材料和结构参数。最后,作了水辅助和气体辅助注塑件的比较。实验发现熔体压力,熔融温度，及短射类型是影响水注塑行为的决定性参数。材料在模具一面比在水一面展示了较高的结晶度。气辅成型制品也要比水辅成型制品结晶度高。另外，制品表面的玻璃纤维大部分取向与流动方向一致，而随着离制品表面距离的增加，越来越多的垂直与流动方向。关键词：水辅注塑成型，玻璃纤维增强PBT，工艺参数，机械性能，结晶，1前言依靠重量轻，成型周期短，消耗低，水辅注塑成型技术在塑料制品制造方面已经取得了突破。在水辅注塑成型中，模具行腔被部分注入聚合物熔体，而后向这些聚合物中心注入水。水辅注塑成型的原理如图1图1 水辅注塑成型的原理如图水辅注塑成型能够在更短的循环时间内生产出收缩小，翘曲小，表面质量好的各种薄厚的制品。水辅注塑成型工艺也可根据工具及设备的承受压力在设计，节省材料，减轻重量，减少成本方面取得更大的自由。典型的应用有棒，管材，水路管网建设用的大型复合结构管。另一方面，尽管有很多优势，由于加入了额外的工艺参数，模具和工艺控制变的更加严峻和困难。水也可能腐蚀模具钢，同时一些材料包括热塑性塑料难以成型。成型后水的清除也是对这个新技术的一个挑战。表1列出了水辅注塑成型技术的优势和局限性。优势局限性1，成型周期短2，成本低（水更便宜而且可方便地循环利用）3，制品内部不产生泡沫现象。1，水腐蚀模具2，需要较大的注塑元件。（容易陷入聚合物熔体）3，一些材料难以成型（尤其是非晶态热塑性材料）4，成型后需要清除水表1水辅注塑成型有优势超过它更有名的竞争对手，气辅注塑成型，因为依靠水在成型过程中更好的冷却能力，水辅注塑成型获得了更短的成型周期。它的不可压缩性，低成本以及易循环利用，水成为这一过程的理想媒介。既然水不会溶解和扩散到聚合物熔体中，那么经常在气辅成型工艺出现的气泡现象也便消除了。另外，水辅注塑成型能更好的用小剩余壁厚成型大型制件。表2是对水辅和气辅成型工艺的一个比较。表2水辅和气辅成型工艺比较。水辅气辅1成型周期2介质成本3气泡现象5残余壁厚6表面粗糙度7表面光泽8指形效应9非均匀穿透10制品透明度11内表面（热塑性半晶）12内表面（热固性）短低无小小高大稳定高平滑粗糙长高有大高低小不稳定低粗糙平滑 随着对密度小，强度高，价格便宜，成型周期短的优良性能材料需求的增加，塑料工程是一个不可忽视的工艺。这些塑料包括热塑性和热固性塑料。一般来说，热塑性塑料以其更高的冲击强度，断裂阻力，疲劳强度而更有优势。这使得热塑性塑料在工程建设中广泛使用。PBT是广泛使用的热塑性工程塑料之一，它有1，4丁烯乙2醇和DMT聚合而成。玻纤增强混合材料适用于提高原材料的机械性能。今天，短玻璃纤维增强PBT已被广泛应用与电子，通信，汽车领域。所以，对玻璃纤维增强PBT的研究更加重要了。本文是通过实验研究聚对苯二甲酸丁二醇水辅注塑的成型工艺，实验在一个配备了水辅注塑统的80吨注塑机上进行，包括一个水泵一个压力检测器，一个注水装置。实验材料包括PBT和15%玻璃纤维填充PBT的混合物以及一个中间有一个肋板的空心盘。实验根据水注入制品的长度的影响测得了各种工艺参数以及它们的机械性能。XRD也被用来分别材料和结构参数。最后,作了水辅助和气体辅助注塑件的比较。2实验步骤2.1 材料实验材料包括PBT（牌号1111FB，南亚塑料，台湾）和15%玻璃纤维填充PBT的混合物（牌号1210G3，南亚塑料，台湾）。表3列出了此混合材料的特征。表3 纤维增强PBT复合材料特征性质ASTMPBT15%G.F.PBT屈服应力(kg/cm2)弯曲应力(kg/cm2)硬度热变形温度（）MFI冲击强度熔点（）D-638D-570D-785D-648D-1238D-256DSC60090011960405224100015001202002552242.2 水辅注塑元件 一个实验室注水元件，包括一个水泵，一个压力检测器，一个注水阀，一个配备了温度调节装置的水箱，以及一个控制电路。这个孔板型注水阀每边有两个孔，用来成型制件。实验过程中，注水阀的控制电路收到由注塑机产生的信号实现对时间和注水压力的控制。在注入模具行腔之前，水在有温控装置的水箱里加热30分钟。2.3注塑机和模具 水辅注塑成型实验在一个最高注塑速率109cm3/s的80吨注塑机上进行。研究使用了一个中间有一个肋板的空心盘。图2显示了这个行腔的尺寸。模具温度由一个水循环模温控制元件调节。实验根据水注入制品的长度的影响测得了各种工艺参数，包括熔体温度，模具温度，熔体充模压力，水温和水压，注水延迟时间和保持时间，以及熔体短射类型。表4列出这些工艺参数及在实验中的数值。A BCDEF熔体压力熔体温度短射类型水 压水 温模具温度140126114988428027527026526076777880818910111280757065608075706560表 42.4气辅注塑元件 为了对水辅和气辅注塑成型制件进行比较，气辅注塑成型实验使用了一个商用气辅注塑成型元件，其具体配置可参考RCFS。气辅注塑成型工艺控制和水辅注塑成型一样，除了气体温度设置为25外。 图2 模具行腔的尺寸和外形2.5 XRD 为了分析水辅注塑成型制品的晶体结构，实验使用了具有二维探测分析传输模式的广角X射线衍射仪。更特别的是实验对水辅注塑成型制品模具一边和水一边的样品在7到40的范围内进行测量。分析所用的样品来自制品中心。为了获得XRD样品要求的厚度，多余的部分在一个旋转轮上打磨掉。首先用湿的碳硅纱布，而后用粒度300的，再用粒度600和1200的，以获得更好的表面质量。2.6机械性能 拉伸强度和弯曲强度测试在一个拉力测试机上进行。实验对水辅注塑成型制件样本进行拉力测试以评估水温对拉伸性能的影响。样本的尺寸为30mm*10mm*1mm. 水辅注塑成型制件的弯曲实验也在室温下进行。弯曲样本的尺寸为20mm*10mm*1mm。3 结论本报告的目的是通过实验研究聚对苯二甲酸丁二醇复合材料水辅注塑的成型工艺。基于当前实验可得出以下结论1. 水辅注塑成型制品在水道的过度区域出现了指形效应。并且，玻璃纤维增强复合材料的指形效应比不增强的更严重2. 研究的实验结果显示PBT复合材料的水穿透长度随着水温和水压的增加而增加。随着熔体充模压力，熔体温度，模具温度，短射量的增加而降低。，3. 制品的翘曲随着水穿透的程度而降低了。4. 注塑制品的结晶度随着水温的升高而提高。水辅成型制品的结晶度比气辅的要低。5. 模具一边的制品表面的玻璃纤维取向大部分与流动方向一致，而随着离这一表面距离的增加，纤维取向逐渐的垂直与流动方向。6XXXX设计开题报告课 题 名 称： 电表端盖塑料件注塑模设计 学 生 姓 名： XXXXX 指 导 教 师： XXXX 所 在 学 院： XXX 专 业 名 称： XXX （XXX）20XXX年 月 日开题报告学生姓名学 号专 业指导教师姓名职 称讲师 所在系部课题来源自拟课题课题性质工程技术研究课题名称电表端盖塑料件注塑模设计毕业设计的内容和意义1 主要内容： （1）编写模具技术要求、模具材料的确定；（2）使用UG软件进行模具型芯和型腔的分模，完成模具的2D总装图和若干零件图的绘制。掌握塑件成型工艺性分析，注塑机的选择，注塑模具分型面的选取，模腔数目及排列、浇注系统、模架与成型零件、抽芯机构、推出机构和复位机构、温度调节系统的设计。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成与模具相关资料的外文翻译。（4）掌握模具钢的使用情况，了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握新软件使用和模具加工的新工艺。（5）利用模具分析进行熔体模拟流动分析，优化模具设计结构。2毕业设计的意义：毕业设计是在教师的指导下，运用已学的知识、独立进行科学研究活动，学会分析和解决学术问题的方法，锻炼解决某一学术问题的能力。是对我们的知识能力进行一次全面的考核，同时也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后工作打下良好的基础。进行毕业设计是对我们进行最后一次知识的全面检验，是对我们基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试，这是进行毕业设计的第一个目的。我们在学习期间，已经按照学校的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，每门课程也都经过了考试或考查。学习期间的这种考核是单科进行，主要是考查我们对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。但毕业设计则不同，它不是单一地对我们进行某一学科已学知识的考核，而是着重考查我们运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力，是培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能，研究和解决问题的能力。是让我们对四年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。通过这个过程，锻炼了我们的思维能力、动手能力，并加深了我们掌握知识的深度理解。文献综述塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，掌握塑料产品的生产过程对提高产品质量有很大意义1。在机械制造业中，随着全球市场竞争的日益激烈，各企业都力求以最好质量、最低成本、最快速度将产品推向市场，计算机模拟技术得以充分用用。在传统模具设计制造过程中，模具制造完毕后要进行多次试模、修模。反复的修模会造成模具内部品质的变化，导致整副模具.性能降低，从而使最终塑料制品质量不能达到标准。而使用计算机辅助技术不仅可提高一次性试模的成功率，而且还可以使模具在质量、性能及成本上都有很大程度的提高2。通过本次设计掌握先进软件技术，用专业分析软件moldflow和软件EMX4.1来缩短设计周期，提高一次性试模的成功率。本设计还通过电热毯开关的注塑模具设计，了解注塑模具制造特点和新兴注射成型技术对模具制造的新要求，分析注塑模具制造技术中的几个关键问题。模具具有明显的效益扩大作用，用模具生产出来的最终产品价值，往往是模具自身价值的几十倍，几百倍，甚至更多。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性，高生产率和代消耗，是其他加工方法所不能比拟的。注塑模具的发展日新月异，掌握注塑模具设计及其专业分析软件，对未来的注塑模具设计市场有着不可估量的意义，对个人今后的事业有着不同寻常的意义。世界工业经济和科学技术的发展，带动了模具制造业的迅速发展。在现代工业生产中，模具是最重要的工艺装备之一3。采用模具进行生产能提高生产效率，节约原材料，降低成本，并保证一定的加工质量要求。模具已经成为现代工业生产的主要成型工具。模具行业是制造业的重要组成部分，模具生产水平的高低已经成为一个国家制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力4。模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。塑料，橡胶，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分产品也都是采用模具成型5。文献综述国外从6O年代初就开始了模具CADCAM的应用研究工作，到7O年代已研制了模具CADCAM的专门系统，可应用于各种类型的模具设计和制造，并取得了显著效果，受到世界各国的普遍重视。目前国际上注塑模CADCAM的发展趋势是：(1)进一步完善注塑工艺过程的模拟程序，特别是流动模拟和冷却分析程序。已问世的商品化软件，无是ModFlow、CFlow，还是Polycool、Blycoo12等，在使用中都有一些问题，有时甚至于在此出现明显的话误。因此，如何建立更为符合实际、又能迅速求解的三维非牛顿流体、非等温流动过程数学模型和三维非稳态冷却过程数学模型，仍是国际上致力研究和急待解决的问题。(2)注塑模CADCAM的一体化工作，为了向用户提供更实用、更方便的注塑模C&DCAM软件，国外许多计算机公司正在开发集成化程序更高的注塑模CADCAM系统。(3)建立专家系统，改善注塑模设计质量、提高注塑制品的生产效率。目前，国外已出现了一些注塑棋的专家系统，能够帮助用户分析注塑制品的缺陷，选择注塑模具的最佳分型面，对模具零件的结构进行优化等。由于硬件资源的影响，我国模具CADCAM的研究工作起步较晚。但是现在我国在逐渐成熟CAD/CAM技术支持下进行二次开发，能通过计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，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，国内的各大高校及研究机构也对SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer、UniGraphics等熟悉的软件进行开发探索，例如山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室的李成栋、田学雷、王培风等开发的铸件材料库管理系统、以及哈尔滨工业大学、江南大学和上海交通大学等高校也开始了对Pro/E的开发，但他们的开发也只是面对某中具体零件的开发，很少涉及到与其它软件的接合开发，这样就限制了Pro/E的开发空间，使得开发结果不够理想。研究软件间的开发接口，实现软件资源共享，可以权衡利弊，优势互补，开发后的软件更加实用、方便快捷。国内CAD/CAM技术发展使得下一个世纪多品种、少批量生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具简单易操作的模具设计应用程序将越来越引起人们的重视且具有很大的商业价值。通过编写语言程序来对Pro/E系统进行二次开发，研制出适合各模具企业设计生产要求的CAD系统，可以节省模具的设计时间，提高模具制造的效率，使用模具CAD系统，可以节省技术也会越来越成熟，必将对我国的模具行业的发展起到重要作用。参考文献参考文献1 郑生荣.嵌件注塑成型工艺的特点J.模具工业，2008（11）：38-41.2 艾方.精密注塑模具J.模具技术，1993（5）：67-71.3 李建国.注射模成型零件工作尺寸计算方法分析J.模具工业，2003（11）：38-41.4 骆志文.注射模冷却时间计算分析J.模具工业，1994（3）：29-34.5 王建华，徐佩弦. 注射模的热流道技术M. 北京：机械工业出版社，2006.6 袁中双，李德群.注塑成形的流动平衡分析J.模具技术，94（1）：12-16.7 申长雨.注射模保压过程的数值模拟和塑料的收缩分析J.模具工业，2001（5）：48-52.8 叶久新，王群.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社，2007：:25-240.9 郑生荣，辛勇.注射工艺参数的快速确定方法J.模具工业，2003（12）：9-37.10 何华妹，杜智敏，伍柳机，注塑模具设计实例精解，清华大学出版社，2005.911 JANSEN K M B. Heat transfer in injection moulding systems with insulation layers and heatingelements J. International journal of heat and mass transfer, 1995, 38(2)：309-316. 12 YAO D G, KIM B. Development of rapid heating and cooling systems for injection molding applications J. Polymer Engineering & Science, 2002 , 42(12)：2471-2481.13 吴生绪.塑料成形模具设计手册M.机械工业出版社14 朱光力,万金保等.塑料模具设计(第2版) M.北京：清华大学出版2006:48-52.15 杨予勇.塑料成型工艺与模具设计M.北京：国防工业出版社，2007:52-66.1设计、研究思路：本毕业设计分以下步骤进行； (a)认真跟老师沟通，了解所要设计的产品；(b)了解设计的大概思路；(c)查阅大量资料，确定设计方案；(d)跟老师沟通，看有无出错； (e)熟悉各类软件，如AutoCAD，PRO/E，MOLDFLOW 等; (f)完成毕业设计的一系列任务；2.课题研究的主要内容如图所示为该塑料件的结构，我们可以看出该制件可以简化为一壳体，在设计过程中应该从产品的结构特点和模具的制造加工工艺出发尽量简化模具的结构。分型面选取为该制件的最底面位置，浇口选择为侧浇口，顶出方式选择多根顶杆推出结构，最后采取一模2腔的结构平衡布置型腔。 3解决的关键问题本塑件外表面有一个侧凹槽，一个侧孔，棱角应该为圆弧过渡。设计过程中需要解决的主要问题有：1）选择分型面。2）确定模具结构。3）确定型腔的数目。4）型腔的布置。5）侧孔的成型，确定抽芯机构的类型。6）确定浇注系统类型。7）选择注射机类型、大小等。8）确定脱模方式，选择推出机构的类型。9）确定开模方向。10）塑料充模的流动分析，预期成型时可能出现的缺陷。11）选择模架，计算模板的大小。12）注射机技术参数、模板强度等校核。 这些问题都是设计该模具的关键问题，在设计过程中，本人将通过查阅有关文献资料来解决。4预期成果（1）该塑料件模具技术要求一份、订料表文件一份；（2）开题报告一份、外文翻译资料一份；（3）3D开模图一份；（4）2D装配图一份和零件图若干份（不少于3张A0图纸）；（5）毕业论文一份；（6）熔体模拟流动分析，优化模具设计结构报告；研究计划1第 12 周 查阅技术文献资料，了解课题相关领域的最新发展动态，翻译外文相关技术资料2000字以上；2第 3 周 编写开题报告；3第 45 周 熟悉对Pro/E、cad的实际操作和有关功能，完成标准零件的造型及关系式的建立；4第 68 周 建立标准零件库、材料库，完成模具方案的分析； 5第 910 周 进行成型零部件的造型，并进行总体装配，绘制模具装备图出图，绘制模具所有非标准零件图；6第 11 周 整理文档，编写毕业论文；7第 12 周 论文答辩。特色与创新在本次毕业设计，本人将全部应用CAD/CAE/CAM技术来设计与制造模具。在模具设计方面，应用PRO/E软件对模具型芯和型腔进行3D分模，并完成三维模具总装图；使用MOLDFLOW软件对注射成型过程进行了3D数值模拟，从而优化了模具结构。由于学习该软件需要一定的塑件成型实践知识，在使用上要多查阅这方面的资料。指导教师意 见 指导教师签名： 2015年 月 日教研室意见 主任签名： 2015 年 月 日学院（系部）意见 教学院长（主任）签名： 2015年 月 日6课题名称:,电表端盖塑料件注塑模设计,设计者：XXX指导老师：XXX,主要内容：,一、毕业设计课题的概述二、塑件的工艺性分析三、模具结构设计四、总结,一、课题概述,本课题的题目是：电表端盖塑料件注塑模设计,模具设计过程：,绘制塑件三维模型,分析塑件结构,绘制二维零件图,设计凸、凹模结构,添加模架,二、塑件的工艺性分析,塑件的几何特征：,塑件材料为ABS密度为1.02-1.08g/cm3经UG三维造型分析得到：塑件的体积为1.4.6cm3质量约为15.768g塑件在分型面上的投影面积为1885mm2,塑件的工艺分析：,（1）.该塑件尺寸不大，一般精度等级，为降低成型费用，采用一模2件的结构来提高生产率。塑件的壁厚为4mm，对制品不进行后加工。（2）.为满足制品高光亮的要求与提高成型效率，采用侧浇口。（3）.为了方便加工和热处理，型芯部分采用组合式结构。（4）.制件含有侧孔，我们需要设计侧抽芯机构来完成侧孔的横向抽芯,moldflow分析-网格划分,对塑件的划分采用表面网格，表面网模型是由三角形单元组成的，与中面不同，中面网格创建在模型壁厚的中间处，而表面网格创建在模型的上下表面，对于一般的薄壁塑件，都采用表面网格进行划分。而该制件采用表面网格进行划分。,moldflow分析-型腔布局,Moldflow软件提供了型腔复制向导来进行型腔的布置设计，我们也可以利用移动镜像功能来设计型腔布置：,moldflow分析-创建流道,Moldflow软件提供了流道设计向导，可以根据模型自动设计流道，但是在本例中，我们使用手工方式设计流道，手工设计的优点就是可以根据自己的需求设计主流道和分流道的长度、直径、角度等。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。,moldflow分析-模拟结果分析,对于塑料注射成型来说,最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。,moldflow分析-模拟结果分析,MPI/Flow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟,可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等,moldflow分析-模拟结果分析,moldflow分析-模拟结果分析,根据塑件的体积及尺寸，确定模具为一模2件，并根据注塑机的注塑量选定注塑机型号为XS-ZY125,三、模具的结构设计,通过UG软件，由塑件的三维模型作出凸模和凹模的模型，选定标准模架，并设计分型面、浇注系统、冷却系统及排气系统等模具结构，完成模具的整体结构设计。,凸模结构：,凹模结构：,冷却系统设计：,模具总体结构3d：,四、设计总结,塑料模具设计重点在于通过对塑件结构的分析，完成计算机三维造型，从而完成模具主要部件的结构设计，调出模架，组成装配体，最终导出装配图及各零件的工程图。,欢迎各位老师指点,谢谢！,南京工程学院毕业设计说明书（论文）XXX设计说明书(论文)作 者： XX 学 号： 学院（系、部）： XXXX 专 业： XXXXXXXX 题 目： 电表端盖塑料件注塑模设计 指导者： XXX 评阅者： XXX 20XX 年 4 月摘 要注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是塑料盒盖的注塑模的设计，依据产品的数量和塑料的工艺性能确定了以1次分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模2腔直线排列，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推杆推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。 关键词 ：1次分型面注射模具；侧浇口；推杆；侧抽芯。IAbstractInjectionmoldingistheplasticmaterialintothebarrelthroughtheheatingandmelting,makeitbecomethehighviscosityfluid,usedasaplungerorscrewcompressiontools,cavitymeltthroughthenozzlewithhighpressureinjectionmold,aftercooling,solidificationstage,andthenejectedfromthemould,aplasticproducts.Thegraduationdesignisthedesignoftheinjectionmouldfortheplasticbox,plasticproductquantityandprocessperformancedeterminedthedesignwith1subtypesurfaceinjectionmoldway.Thecavityofthemoldusinga2cavityisarrangedinastraightline,pouringsystemusessomegateforming,rolloutintheformofforpushboardlaunchedinstitutionstocompletetheintroductionofplasticparts.Becausetheplasticpartsoftheprocessperformancerequirementsofinjectionmoldcoolingsystem,andthereforeinthemolddesigntodesign.Thedesignofthereferenceofalargenumberofliterature,isstillontheInternettofindinformation,thedesignprocessiscomplete. Keywords:1singleinjectionmoldpartingsurface;thesidegate;pushrod;side core pulling. II目 录摘 要I前言1第一章 塑料制件的分析31.1 成型塑料件的工艺性分析31.2 成型塑件的材料分析41.2.1 ABS塑料主要的性能指标：51.2.2 ABS的注射成型工艺参数:5第二章 Molidflow分析过程72.1产品网格划分72.2 型腔的布置和设计72.3 浇注系统的设计82.4注塑工艺参数的设定92.5 模拟结果分析10第三章 注塑设备的选择123.1估算塑件体积质量123.2 注塑机的选择12第四章 成型零件有关尺寸的计算15第五章 浇注系统的设计215.1浇口套的选用215.2冷料井的设计225.3分流道的设计225.4分流道的布置235.5浇口设计24第六章 合模导向机构的设计266.1导柱的设计266.2 导套的设计27第七章 脱模结构的设计29第八章 侧向分型和抽芯机构的设计308.1抽拔距的计算308.2斜导柱的尺寸与安装形式308.3 锁紧楔形式318.4 斜导柱的受力分析及强度计算31第九章 排气系统和温度调节系统的设计339.1排气系统339.2温度调节系统的设计33第十章 绘制装配图及定制零件明细表35第十一章 注射机的校核3711.1 注射量的校核3711.2 锁模力的校核3711.3注射机安装模具部分的尺寸校核37第十二章 模具的安装试模3912.1试模前的准备3912.2模具的安装及调试3912.3 试模4012.4检验40结束语41致谢42参考文献43IV前言模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。1.塑料制品和注射成形在模具业的重要地位塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。它在电脑、手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，应用极其广泛。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用范围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此得到广泛的应用和快速的发展。2.模具在我国的发展历程过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有了一定的发展。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来，因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密，如我们使用的电脑、手机、汽车等产品都要依靠模具。在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后很多，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出，等等。可见，我国模具工业的发展任重而道远。3.前景展望我国进入实施国民经济和社会发展的第十一个五年规划期，模具工业的发展也将进入一个关键时期。在这一时期，模具行业的主要任务是，在党中央关于把我国建设成为创新型国家的战略思想指引下，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。43第一章 塑料制件的分析1.1 成型塑料件的工艺性分析通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，工件的尺寸和形状如下图: 图1.1 塑件图从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：1、塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。2、塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。3、当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。4、一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。5、热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。6、一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30的脱模斜度。表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低12级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.20.4mm。1.2 成型塑件的材料分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。1.2.1 ABS塑料主要的性能指标：使用注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成形压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。另外熔体黏度较高，使制品易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少系统对料流的阻力。易吸水，成形加工前应进行干燥处理。在正常的成形条件下，制品的尺寸稳定性较好。密度(Kg.dm-3) 1.131.14收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 /cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz3.71.2.2 ABS的注射成型工艺参数:注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 60100保压 4060注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515周期 1530后处理 红外线烘箱温度 （70）时间 （0.31）第二章 Molidflow分析过程2.1产品网格划分对塑件的划分采用表面网格，表面网模型是由三角形单元组成的，与中面不同，中面网格创建在模型壁厚的中间处，而表面网格创建在模型的上下表面，对于一般的薄壁塑件，都采用表面网格进行划分。而该制件采用表面网格进行划分。图2.1网格划分2.2 型腔的布置和设计Moldflow软件提供了型腔复制向导来进行型腔的布置设计，我们也可以利用移动镜像功能来设计型腔布置：图2.2 型腔分布2.3 浇注系统的设计Moldflow软件提供了流道设计向导，可以根据模型自动设计流道，但是在本例中，我们使用手工方式设计流道，手工设计的优点就是可以根据自己的需求设计主流道和分流道的长度、直径、角度等。流道设计见下图图2.3 流道创建2.4注塑工艺参数的设定1、模具温度。模具表面温度为802、熔体温度。熔料温度，选择温度为260。3、本例模拟采用“自动控制方式”进行。4、速度/压力切换。速度和压力控制转换点的设置，在充填阶段，首先对注塑机的螺杆进行速度控制，等充填到某个状态时，将速度控制方式转变为压力控制。本例采用“充填体积%”来设置速度/压力切换点，当充填体积达到99%的时候进行速度与压力的切换。5、保压控制。保压及冷却过程中的压力控制。包括保压压力与充填时间。液压压力与时间、最大机器压力百分比、充填压力百分比与时间。本例采用充填压力百分比与时间的关系进行控制，保压压力为充填压力的80%，保压时间选择10s。6、开模时间。是指顶出产品时模具打开的时间。本文设置开模时间为5s。2.5 模拟结果分析对于塑料注射成型来说,最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷,如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等,都与树脂在模具中的流动方式有关。MPI/Flow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟,可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等,帮助工艺人员找出缺陷产生的原因并加以改进工艺参数。图2.5充填时间图2.6模具总体温度图2.7气穴位置图2.8熔接痕图2.9所有因素引发的变形第三章 注塑设备的选择3.1估算塑件体积质量建模，三维零件设计利用UG软件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量图3.1体积说明V=14636mm 3.2 注塑机的选择注射机的类型和规格很多，分类方法各异，按结构型式可分为立式、卧式、直角式三类，国产卧式注射机已经标准化和系列化。这三类不同结构形式的注射成型机各特点如下：立式注射机的注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，这种注射成型机主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出以后不能靠重力下落。需人工取出，有碍于全自动操作，但附加机械手取产品后，也可以实现全自动操作，此类注射机注射量一般均在60克以下。卧式注射机是目前使用最广、产量最大的注射成型机，其注射柱塞或螺杆与合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上（或相互平行）。优点是机体较低，容易操纵和加料，制件顶出模具后可自动坠落，故能实现全自动操作，机床重心较低安装稳妥，一般大中型注射机均采用这种形式。缺点是模具安装比较麻烦嵌件放入模具有倾斜或落下的可能，机床占地面积较大。直角式注射机的柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，主要优点是结构简单，便于自制适于单件生产者，中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杠的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。缺点是机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击振动较大。根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80左右。即有 V s a V1 式中：V1理论注塑容量，cm3 ; VS实际注塑容量，g ; a注塑系数，一般取值为0.8。经计算可得 实际注塑量V=21.214636mm35126mm根据以上计算模具设计与制造简明手册表2-40选择注射机XS-ZY-125螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：125螺杆直径：42mm注射压力：150Mpa锁模力：900KN模板行程：300mm模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm模板尺寸：450420mm拉杆空间：260290mm定位孔直径：100mm合模方式：液压机械 第四章 成型零件有关尺寸的计算该塑件的材料ABS是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.3%0.8 %,故平均收缩率为 0.5%。表4.1公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值0.040.060.060.070.080.090.100.12-精度等级表,表4.2精度尺寸的选用2-3、5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为级精度选取。此产品采用4级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：型腔凹模径向尺寸计算：（相关公式参见塑料制品成型及模具设计第79-80页）图4.1 型腔(一)、型腔径向尺寸的计算： L+z =（1+Scp）LS-3/4+z 式（4-1） L凹模径向尺寸（mm） LS塑件径向公称尺寸（mm） Scp塑料的平均收缩率（） 塑件公差值（mm）z 凹模制造公差（mm）由：LS1=60 mm Ls2=107.8 mm 又查表知4级精度时塑件公差值 1= 0.32mm 2= 0.5 mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。 由于： z= 1/4 得： z1=1/40.22=0.08 mm z2=1/40.30=0.125 mm则： L1+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+0.5%）60-3/40.32+0.08 =60.06+0.08 mm L2+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+0.5%）107.8-3/40.5+0.125 =107.964+0.125 mm(二)、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+z =（1+Scp）LS-2/3+ z 式（4-2） H凹模深度尺寸（mm） z凹模深度制造公差（mm） 其余符号同上 由：HS1=8.7 mm HS1=11.1 mm 取4级精度时1=0.16 mm 1=0.18 mm 由z=1/4得：z1=0.04 mm z1=0.045 mm 则：H1+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.5%）8.7-2/30.16+0.04 =8.637 +0.04 mm H1+z =（1+Scp）LS-2/3+z =（1+0.5%）11.1-2/30.18+0.045 =11.035 +0.045 mm图4.2 型芯(一) 型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法： Lz =（1+Scp）LS+3/4 z 式（4-3） L 型芯径向尺寸（mm） z 型芯径向制造公差（mm） 其余符号同上由：LS1=56.9mm LS2=58.4mm LS2=104.6mm 取4级精度时1=0.32 mm 2=0.32 mm 2=0.5 mm由z=1/4得：z1=0.08 mm z2= 0.08 mm z2= 0.125 mm 则：L1z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.5%）56.9+3/40.320.08 =57.4240.08 mmL2z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.5%）58.4+3/40.320.08 =58.9320.08 mmL2z =（1+Scp）LS+3/4z =（1+0.5%）104.6+3/40.50.125 =105.4980.125mm(二) 型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： Hz =（1+Scp）LS+2/3z 式（4-4） H型芯高度尺寸（mm） z型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：H1=6.7 mm H1=7.6 mm 取4级精度时 1=0.16 mm 1=0.16 mm 由z=1/4得：z1=0.04 mm z1=0.04 mm 则：H1z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）6.7+2/30.160.04 =6.8390.04 mmH1z =（1+Scp）LS+2/3z =（1+0.5%）7.6+2/30.160.04 =7.7440.04 mm第五章 浇注系统的设计浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以及最佳的成型效率有直接影响。 此塑件采用普通流道系统，它是由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成的。浇注系统是一副模具的重要的内容之一。从总体来说，它的作用可以作如下归纳：它是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔，同时使型腔的气体能及时顺利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效地传递到型的各个部位，以获得形完整、内外在质量优良的塑件制件。浇注系统的设计的一般原则：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性。采用尽量短的流程，以降低热量与压力损失。浇注系统的设计应该有利于良好的排气，浇注系统应能顺利填充型腔。便于修整浇口以保证塑件外观质量。确保均匀进料。5.1浇口套的选用主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损，对材料要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时，也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC，浇口套属于标准件，在选够浇口套时应注意：浇口套进料口直径和球面坑半径。因此，所选浇口套如图所示：图5.1 浇口套5.2冷料井的设计根据实际,采用底部带有拉料杆的冷料井，推杆装于推杆固定板上，具体结构如图。图5.2 冷料井5.3分流道的设计分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比表面积最小（流道表面积与体积之比称为比表面积），塑料熔体的温度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工较困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。本次设计采取圆形截面。截面直径d=6mm图5.3 分流道截面5.4分流道的布置1、在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道截面面积与长度尽量取小值，分流道转折处应圆弧过度。2、分流道较常时，在分流道的末端应开设冷料井。3、分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道截面形状。4、分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。在单腔模中，常不设分流道，而在多腔模中，一般都设置有分流道，塑料沿分流道流动时，要求通过它尽快地充满型腔，流动中温度降低尽可能小，阻力尽可能低。同时，应能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。从前两点出发，分流道应短而粗。但为了减少浇注系统的加回料量，分流道亦不能过粗。过粗的分流道冷却缓慢，还倒增长模塑的周期。而该设计中使用了圆形断面形状的分流道。截面直径为6mm。5.5浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则： 1、尽量缩短流动距离。 2、口应开设在塑件的壁厚。 3、必须尽量减少或避免产生熔接痕。 4、应有利于型腔中气体的排除。 5、考虑分子定向的影响。 6、避免产生喷射和蠕动。 7、不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。 8、浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大，浇口在多情况下，系整个流道断面尺寸最小的部分（除主流道型的浇口外），一般汇报口的断面积与分流道的断面积之比约为0.030.09。浇口台阶长11.5左右虽然浇口长度比分流道的长度短的多，但因为其断面积甚小，浇口处的阻力与分流道相比，浇口的阻力仍然是主要的，故在加工浇口时，更应注意其尺寸的准确性。然而，根据塑件的样品图、生产的批量等，采用一模2腔结构。浇口采用侧浇口 具体尺寸见总装图。第六章 合模导向机构的设计导向机构主要包括导柱、导套，主要作用是在动模与定模合模时保证型芯和型腔的精确定位。导向零件应合理地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，一副模具一般采用2到4根导柱。在此设计中采用了4根导柱。6.1导柱的设计在对导柱结构设计时，必须考虑以下要求：1长度 导柱的长度必须比凸模端面要高出一些。以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。在这里我设计的是把导柱装在定模那边。2形状 导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。3材料 导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯，因此，多采用低碳钢经渗碳淬火处理。或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度HRC50-55。 4配合精度 导柱装入模板多用七级精度过渡配合。5光洁度 配合部分光洁度要求7级，此外，导柱的选择还应跟椐模架来确定。加工个导柱、导套孔时，应将定模板、推件板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板、动模板上加工沉头孔。导柱导套的具体结构见图。图6-1 导柱6.2 导套的设计 （1）分类导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的模具。在设计中两种导套都有用到。 （2）形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。 （3）长度导套的长度应根据模板的厚度确定，其长度一般比板厚少2-3mm （4）材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A, 硬到HRC5055,或采用20 钢渗碳0.50.8厚，淬硬到HRC5660。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。 （5）导套的选择导套的选择应根据模板的厚度和以上各个因素来确定，本设计在脱浇道板、定模板和动模板以及顶针板上各设置一套导套，典型的导套可分为直导套合带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合，带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，由于导套配合导柱使用其具体结构与布局如图所示：图6-2导套第七章 脱模结构的设计在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，在该设计中，为了使符合脱模机构的要求：1、使塑件留于动模；2、塑件不变形损坏这是脱模机构应当达到的基本要求。要做到这一点首先必须分析塑件对模腔的附着力的大小和所在部位，以便选择合适的脱模方式和脱模位置，使脱模力得以均匀合理的分布。3、良好的塑件外观顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，以免损坏塑件的外观。4、结构可靠因此，根据装配图，其模具结构的脱模机构主要推杆和推管将产品推出模外，还有在设计主型芯时也会有一定的拨模作斜度12。推杆和推管的设计如图所示：图7.1推杆和推管第八章 侧向分型和抽芯机构的设计当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔的零件做成可动的，在塑件脱模前先将活动型芯抽出，然后再自模中通过顶杆顶出塑件。而此次的设计完全符合以上要求，因此，也采用了侧向分型抽芯机构。又，该塑制品是大批量的生产，故也使用了机动侧向分型抽芯。8.1抽拔距的计算因为抽拔距等于侧孔深加23mm的安全系数，而当结构比较特殊时，如成型圆形制件的设计时 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因为滑块抽至S2时塑件的外径仍不能脱出滑块的内径，必须抽出S的距离再加上(23)mm，塑件才能脱出。故抽拔距为：S= S1+(23)=1.5+(23)mm=3.54.5mm式中S抽拔距；S抽拔的极根尺寸（此为塑件最大的外形尺寸）；8.2斜导柱的尺寸与安装形式1. 斜导柱的形状与基本尺寸；斜导柱的基本尺寸主要以长度尺寸为主，斜导柱的长度计算为如下式：L =1/2Dtan+h1/cos+1/2dtan+S/sin+(1015)mm 72mm式中L斜导柱的长度；D斜导柱固定部分大端直径；h斜导柱固定板厚度；2. 斜导柱的安装固定形式：如图所示，斜导柱的倾斜角a为15，而一般来说锁紧块的角度a=a+(23)mm,斜导柱与固定板之间用三级精度第三种过渡配合。由于斜导柱只起驱动滑块的作用，滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，滑块的最终位置由锁紧块保证，因此为了运动灵活，斜导柱和滑块间采用比较松的配合，斜导柱的尺寸为12，头部做成球形。那么固定形式如图所示：图8-1 斜导柱8.3 锁紧楔形式塑料的注塑过程中，型芯受到塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而一般斜导柱为细长杆件，受力后容易变形，因此必须设置锁紧楔，以便在模具闭模后锁住滑块，承受塑料给予型芯的推力，锁紧楔与模件的边连接可以根据推力的大小，选取不同的方式，而该设计所选取的是整体式结构，牢固可靠，侧向力较大。它直接与定模固定，可见装配图可知。而锁紧楔的角度在斜导柱的固定形式已讲述了，这里不再重复。具体形状如8-2图所示。8.4 斜导柱的受力分析及强度计算斜导柱的受力分析；根据斜导柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cos Fk = Fttan 式中 Fw 侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力；Ft 侧抽芯的脱模力，其大小等于抽芯力；Fk 侧抽芯时所需要的开模力；综合以上分析可知，从斜导柱的结构考虑，希望斜角值大一些好；而从斜导柱受力情况考虑，希望斜角值小一些好。因此，该斜导柱的斜角取了15，经过用上述公式的核算，满足了模具结构要求。第九章 排气系统和温度调节系统的设计9.1排气系统塑料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气： 1、利用配合间隙排气； 2、在分型面上开设排气槽排气； 3、利用排气守排气； 4、强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 9.2温度调节系统的设计 冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则： 1、冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大； 2、 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在015mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm。 3、水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。 4、冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。 5、水管接头应设在不影响操作的一侧该注塑模的冷却系统设计为直运水，具体分布方式见总装图。图9.1 运水系统第十章 绘制装配图及定制零件明细表模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构，15876种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图如图所示图10.1 总装图模具零件的材料选定 大部分零件材料为45 具体的材料明细表如下图所示：图10.2材料明细表第十一章 注射机的校核11.1 注射量的校核根据模具设计与制造简明手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核：式中：0.8=0.8125=100塑件与浇注系统的体积总和 注射机的注射量（）0.8最大注射量的利用系数经估计算得：V=21.214636mm21580mm所以=35.126cm pF=774.72KN 故合格 11.3注射机安装模具部分的尺寸校核喷嘴尺寸：喷嘴尺寸与浇口套相适应，浇口套是根据喷嘴尺寸来设计的； 定位环尺寸：定位环高度10mm，直径100mm（与定位孔相配合）；模具厚度：Hmin=200mmHm=260Hmax=300 故注塑机拉杆空间尺寸合格 第十二章 模具的安装试模12.1试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。12.2模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1、模具的安装方位要满足设计图样的要求。2、模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3、当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4、模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1、合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2、活动型芯、推出及导