塑料衣架支架注塑模具设计

任务书设计课题方向塑料注塑模设计题目塑料衣架注塑模设计完成日期2016年5月25日1、题目来源零件为注塑件，一次成型，大批量生产。二、设计要求（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）按照零件图的设计要求，在调查研究、消化资料的基础上，设计一副模具完成本零件的注塑成型工序。要求完成1、完成本模具总体设计，绘制模具的总装图，用A1图纸打印；2、完成本模具各个非标零件的设计，绘制主要零部件的零件图，用A4图纸打印；3、完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于30页。3、个人重点浇注系统的设计1、主流道设计2、分流道设计3、浇口的设计4、冷料穴的设计导向、推出及复位机构设计1、导向机构设计2、推出机构设计开题报告一、选题的依据及意义本毕业设计的课题来源与教师。主要是设计衣架的注塑模具。模具作为塑料成型加工工具，已广泛应用于电子、机械产业的零部件加工中。应用模具可以大批量生产，同时还可以保证生产塑料件的精度和互换性。现代模具行业大量简化模具设计过程，提高生产效率，本设计详细介绍D/CAM设计、生产流程，并介绍现代加工工艺。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）塑料制品在日常生活中常常见到，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材及医疗器材等众多领域，塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因第一，塑料与金属相比有许多优点容易加工，生产效率高；节约能源，绝缘性能好；质量轻，相对密度为1014，比铝轻一半，比钢轻3/4，比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二，在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，从而减少产品中配置的各种紧构件，降低了金属材料的消耗和加工及装配公时；第三，注塑方法是塑料加工中普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑料和部分热固性塑料，制品数量比其他常规的金属成型方法要大得多。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸，容易实现生产的自动化和高速化，具有极高的经济效益。因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。中国是发展中国家，具有生产发展水平较低，劳动力资源丰富，生产成本低廉及市场前景广阔等一般发展中国家同样的一些特点，但中国人均GDP己超过2000美元，同时还具有相当雄厚的技术和工业基础，人们聪慧、勤劳、灵巧和改革开放良好环境等一些特殊的特点，这些特点很适合发展模具工业，可以预设，不远的将来，我国将成为世界最大的制造中心，这给我国的模具行业提供了前所未有的发展机遇。因此，加快高技术设备如数控加工、快速制模特种加工在模具行业的应用，加大新兴CAM/CAM技术在模具设计与制造中的应用比例，加速模具新结构、新工艺、性材料的研究和强化模具高级技术人员的培养，已成为我国模具行业再上一个新台阶的关键。三、本课题研究内容1、注塑模具工艺分析2、浇注系统的设计导向、推出及复位机构设计四、本课题研究方法利用已具备的初步设计基础知识，工程制图与AUTOCAD，机械制造工艺学，模具设计与制造，与查阅图书馆丰富的设计资料及其他相关资料书籍，认真完成所做课题。五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度主要研究了浇注系统、导向推出及复位机构设计的研究内容，为了保证其孔的精度，采用了两种定位方式互相配合。2015年12月15日12月25日撰写开题报告，指导老师审核。2016年1月2月完成初稿，指导老师修改、审核。2016年3月2015年4月完成二稿指导老师修改审核。2016年5月初2015年5月中旬毕业设计定稿，指导老师修改审核。提交论文，准备答辩。2016年6月毕业设计答辩。六、主要参考文献1林清安PRO/ENGINEERWILDFIRE20模具设计M北京电子工业出版社，20052王文广，田宝善，田雁塑料注塑模具设计技巧与实例M北京化学工业出版社，20043杜智敏，何华妹PRO/ENGINEER野火版塑料注塑模具设计实例M北京机械工业出版社，20054付宏生，刘京华注塑制品与注塑模具设计M北京化学工业出版社，20035曹岩，程维中PRO/ENGINEERWILDFIRE模具设计实例精讲M北京机械工业出版社，20056奚永生塑料橡胶成型模具设计手册M北京中国轻工业出版社，20007葛正浩PRO/ENGINEERWILDFIRE塑料模具设计入门与实践M北京化学工业出版社,20048孙建民等基于PRO/E的塑料模具设计研究J现代塑料加工应用,200618年第18期第5卷379张荣清模具设计制造M北京高等教育出版社,2008目录第一章材料的选择与塑件结构分析11材料的选用12塑件结构2第二章型腔数量及布局41型腔数量的确定42型腔的布局5第三章注射级型号的选择5第四章分型面的设计6第五章浇注系统的设计71主流道设计72分流道设计93浇口的设计114冷料穴的设计13第六章排气系统设计15第七章导向、推出及复位机构设计151导向机构设计152推出机构设计19第八章侧向分型与抽芯机构的设计21第九章冷却计算25第十章有关校核计算26第十一章成型零部件设计28第十二章模具动作过程30设计总结31参考文献32前言模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常棵标志一个国家工业化的发展程度。日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、商品化尚待规模化；CAD、CAE、FLOWCOOL软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。第一章材料的选择与塑件结构分析1材料的选用给定的塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）塑料。1ABS的基本特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的确综合性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，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表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，性能综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与此相反372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。用途适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。2成形特性1其品种很多，各品无定形塑料，种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。2吸湿性强，含水量应小于03，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3流动性中等，溢边料004MM左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。4比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件，模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140MPA，螺杆式注射机则取160230，70100MPA为宜。5模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑料件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失）。脱模斜度宜为2以上。3成形条件成形机类型螺杆式密度103107G/CM3计算收缩率0308预热温度8085预热时间23H料筒后段150170中段165180温度前段180200喷嘴温度170180模具温度5080注射压力60100MPA成形注射时间2029S高压时间05S时间冷却时间20120S总周期50220S螺杆转速30R/MIN适用注射机类型螺杆式、柱塞式均可后处理方法红外线灯、烘箱温度70时间24H说明该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯丙烯腈共物（即AS）成形条件与上相似。2塑件结构塑件为一支架，结构不算复杂，尺寸精度及外观要求都不是很高，塑件精度取一般精度。依据SJ137278建议采用的精度等级得ABS的一般精度等级为4级。据此对所给塑件进行测绘，标注零件的公差数值，零件表达如图。（1）单件体积VV64157MM32352315236V158904MM32902V442MM331512V46855126482239948MM3VVVVV6415715890444223994850711MM312（2）总体积V4V450711103201CM33主视图投影面积S1S3112352022225555555560557025MM4俯视图投影面积（分型面方向的投影面积）S2零件图S845MM222213165951625重量G/CM070313单件GV105507111053G34件G213G52841第二章型腔数量及布局型腔指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔型腔。其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。1型腔数量的确定其数目的决定与下列条件有关1塑件尺寸精度型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。2模具制造成本多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。3注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4制造难度多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。本设计根据塑件结构的特点，考虑型腔布局方式，采用一模四腔的模具结构，这样比一模一腔模具的生产效率高，同时结构更为合理。2型腔的布局多型腔模具设计的重要问题之一就是浇注系统的布置方式，由于型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每一个型腔都通过浇注系统从总压力中心中均等地分得所需的压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，同时采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差异、应力形成及脱模困难等问题。平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均对应相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的；非平衡式型腔布局的特点是从主流道到各型腔浇口的分流道的长度不相等，因而不利于均衡进料，但可以缩短流道的总长度，为达到同时充满型腔的目的，各浇口的截面尺寸制作得不相同。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原则上不应该用同一副多模腔模具生产。在同一副模具中同时安排尺寸相差较大的型腔不是一个好的设计，不过有时为了节约，特别是成型配套式塑件的模具，在生产实践中还使用这一方法，但难免会引起一些缺陷，如有些塑件发生翘曲、有些则有过大的不可逆应变等。本设计成型同一塑件，且壁厚均匀，故采用平衡式，布局如图所示第三章注射机型号的选择一般按塑件质量在注射量的6080范围内，本次设计塑件总质量为21G，21/6035（G），据中国模具设计大典（2）选大于35G的的注射机型号有两种型腔布局SZ60/40立式SZ60/450卧式理论注射容量CM6078106螺杆（柱塞）直径MM303035注射压力MPA150170125注射速度G/S6075塑化能力R/MIN5610螺杆速度KN14200锁模力MM400450拉杆间距MM295X185280X250移模行程MM260220180最大模具高度MM280300最小模具高度MM160100锁模形式双曲肘喷嘴球直径MM15SR20模具定位孔直径MM55喷嘴口孔径MM35卧式注射机较常用，本次选用。第四章分型面的设计分开模具取出塑件的面称为分型面注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等，但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。选择分型面时，应考虑的基本原则1分型面应选在塑件外形最大轮廓处当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。2确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。3保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。4分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。5不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。6有利于浇注系统的合理处置。7尽可能与料流的末端重合，以利于排气。本次设计产品的分型面在塑件上一目了然，分型面设在塑件的对称面上，所以不必再选择，这样的分型面必然产生侧向抽芯，实际上也是这样的分型面最合理。第五章浇注系统的设计主流道设计1主流道的作用主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。主流道部分在成型过程中，其小端入口与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用分型面钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。浇口套是注射机喷嘴在注射模具上的座垫，在注射时它承受很大的注射机喷嘴端部的压力同时由于浇口套末端通过流道浇口与型腔相连接，所以也承受模具型腔压力的反作用力。为了防止浇口套因喷嘴端部压力而被压入模具内，浇口套的结构上要增加台肩，并用螺钉紧固在模板上，这样亦可防止模腔压力的反作用力而把浇口套顶出。2主流道设计要点1浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度26。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。2浇口套进口的直径D应比注射机喷嘴孔直径D1大05MM。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。3浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角R，一般为053MM。4浇口套与注射机喷在接触处球面的圆弧度必须吻合。设球面浇口套球面半径为SR，注射机球面半径为R，其关系式如下SRR051MM浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。5浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。6浇口套锥度内壁表面粗糙度为RA16RA08M,保证料流顺利，易脱模。7浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。8浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。9浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。3浇口套的结构形式浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用前一种结构形式。4浇口套材料及尺寸材料选用碳素工具钢T8A，淬火硬度为HRC。根据以上设计要点设计浇口套尺寸如表符号名称尺寸锥度D主流道小端直径D05MMH球面配合高度4MMSR主流道球面半径R115116MML主流道长度48MMD主流道大端直径D2LTG/24248TG3/265MM具体尺寸如下与图5浇口套的固定浇口道的固定采用四个M620的内六角螺钉与模板相连接，尺寸20处与模板之间采用H7/K6的过渡配合。2分流道的设计1分流道的作用浇口套分流道式指主流道末端与浇口之间着一段塑料熔体的流动通道。其基本作用是在压力损失最小的条件下，将来自主流道的熔融塑料，以较快的速度送到浇口处充模。同时，在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下，要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。2设计要点（1）于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在3295MM，对于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为2毫米。2）在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道的截面尺寸应尽量小，长度尽量短。3）较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。4）在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。5）设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修正。6）如果分流倒道较多时，应加设分流锥。7）分流道内表面粗糙度RA并不要求很低，一般取16M左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置为佳，所谓平衡式的布置，就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的，这种设计可达到各个型腔均衡地进料。本设计分流道的截面采用半圆形，只在定模板开分流道，这样避免了采用圆形流道加工及合模对中性的问题。分流道的直径按中国模具设计大典（2）第318页由图9212设计，取塑件壁厚35MM及塑件重量15G得D52MM取D6MM。一模四腔流道的排布形式如下所示3浇口的设计1浇口的作用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内。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，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状、塑料制品断面尺寸、模具结构、注射工艺参数（压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显。塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。2浇口设计的基本要点1尽量缩短流动距离浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔，尽量缩短熔体的流动距离，减少压力损失，有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。2浇口应设在塑件制品断面较厚的部位当塑件的壁厚相差较大时，若将浇口开设在塑件的薄壁处，这时塑料熔体进入型腔后，不但流动阻力大，而且还易冷却，以致影响了熔体的流动距离，难以保证其充满整个型腔。另外从补缩的角度考虑，塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方，若浇口开设在薄壁处，则厚壁处极易因液态体积收缩得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡。分流道因此为保证塑料熔体的充分流动性，也为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3必须尽量减少或避免熔接痕由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑料充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤为严重。有时为了增加熔体的汇合，汇合之处，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的强度，并有损于外观质量，这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的溶接牢度，可以在溶接处外侧设一冷料穴，使前锋冷料引如其内，以提高熔接强度。在选择浇口位置时，还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。4应有利于型腔中气体的排除要避免从容易造成气体滞留的方向开设浇口。如果这一要求不能充分满足，在塑件上不是出现缺料、气泡就是出现焦斑。同时熔体充填时也不顺畅，虽然有时可用排气系统来解决，但在选择浇口位置时应先行加以考虑。5考虑分子定向影响充填模具型腔期间，热塑性塑料会在流动方向上2呈现一定的分子取向，这将影响塑件的性能。对某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的强度、应力开裂倾向等都是有差别的，一般在垂直于流向的方位上强度降低，容易产生应力开裂。6避免产生喷射和蠕动（蛇形流）塑料熔体的流动主要受塑件的形状和尺寸以及浇口的位置和尺寸的支配，良好的流动将保证模具型腔的均匀充填并防止分层。塑料溅射进入型腔可能增加表面缺陷、流线、熔体破裂及气，如果通过一个狭窄的浇口充填一个相对较大的型腔，这种流动影响便可能出现。特别是在使用低粘度塑料熔体时更应注意。通过扩大尺寸或采用冲击型浇口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止喷射和蠕动。7浇口与塑件连接得部位应成R05的圆角或0545的倒角；浇口和流道连接的部位一般斜度为3045，并以R1R2的圆弧和流道底面相连接。3浇口的类型浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下11种直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口、环形浇口、盘形浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口、护耳浇口等。本次设计采用侧浇口形式。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一半开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝（也有半圆型的注入口）。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据素件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的浇口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对于各种塑料的成型适应型较强，这些都是本次设计采用侧浇口的主要原因；但侧浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑料排气不便。这次设计的塑件允许存在熔接痕，且型腔不深，故可采用。侧浇口的尺寸按经验公式计算如下B（0609）30ATB3式中B侧浇口的宽度（MM）A塑件的外侧表面积（MM）T侧浇口的厚度（MM）把A57028452311223574MM代入式中得B16MMB取18MM则T06MM。4冷料穴的设计1冷料穴当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣，在进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内，否则将会堵塞流道和减缓料流速度，进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上,或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料,防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种,一种专门用于收集、贮存冷料，另外一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径D的152倍，如图。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圆管形的冷料穴底部装有一根Z形头的拉料杆，称为钩形拉料杆，这是最常用的冷料穴形式。同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴。本设计采用常用的圆管形冷料穴。并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制较好，很少产生冷料或塑件要求不高时，可不必设置冷料穴。如果初始设计阶段对是否需要开设冷料穴尚无把握，可流适当空间，以便增设。本设计开设冷料穴长度为15D1569MM。2拉料杆设计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧，其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆图如下材料T8A热处理5055HRCD8MMD13MML988MM冷料穴拉料的杆固定与配合第六章排气系统设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有利用排气槽，利用型芯、镶件、推杆等的配合间隙，利用分型面上的间隙。本次设计的模具是在分型面上开设排气槽，排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽若设计不合理，将回产生如下弊病1增加熔体充模流动的阻力，使型腔无法被充满，导致制品棱边不清晰。2在制品上呈现明显的流动痕和熔接痕，使制品的力学性能降低。3滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表面质量缺陷。4型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，使熔体分解变色，甚至炭化烧焦。5由于排气不良，降低了熔体的充模速度，延长了注射成形周期。排气槽的形式与尺寸如图71所示由于H的范围为001002MMH取0015MM第七章导向、推出及复位机构的设计1导向机构设计导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。本设计采用导柱导向。导柱导向机构的主排气槽要零件是导柱和导套。1导向机构的作用导向机构的主要作用定位、导向、承受一定侧压等作用。（1）定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。（2）导向作用动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。（3）承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制使导柱在工作中承受一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需设锥面定位机构。2导柱（1）长度导柱的长度必须比凸模端面要高出812MM，以比，避免出现导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。（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20钢渗碳处理淬火处理或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度5055HRC，导柱固定部分表面粗糙度RA为08M，导向部分表面粗糙度RA为0804M。导柱滑动部位按需要可设油槽。（4）数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的115倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径不对称布置或不等径导柱对称布置。导柱可以设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧。（5）配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/M6,或H7K6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/F7或H8/F8的间隙配合。本设计中导柱采用标准件，根据GB/T416941984选用带头导柱如下。材料选T8A钢,淬火处理,HRC5055D30MMS6MML125ML80MMD125MMD25MM数目四个布置等径不对称布置，设置在定模一侧配合精度固定端与模板之间采用H7K6的过渡配合导向部分采用H7/F7的间隙配合3导套（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。（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）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0508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RA08M。本设计导套采用标准件，根据GB/T416931984选用带头导套型，装在动模垫板上，其主要尺寸如下图所示导柱材料选T8A钢,淬火处理,HRC5055D40MMS6MMD25MML63MMD135MM数目四个4导柱与导套的配合由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，本设计导柱和导套的配合如下图所示导套导柱与导套的配合2推出机构设计在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。1推出机构的组成由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。2对推出机构的要求（1）塑件留于动模。（2）模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上，不要出现粘模现象。（3）塑件不变形损坏（4）具有良好的塑件外观（5）结构可靠3脱模机构的分类推出机构可按动力来源分类也可按模具结构分类（1）根据动力来源分类，分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。（2）根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。（3）根据模具结构特征分类，分为简单脱模机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的推出机构等。本设计采用的推出机构是推杆推出机构。4推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项（1）推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。推出面积较少时，一般采用推出盘推出，此设计的推杆放置在产品的中央。（2）直径推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为2515MM。为了避免细长杆变形，对于直径为25MM以下的推杆最好设计成阶梯形。（3）装配位置推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0051MM，否则，会影响塑件使用。（4）数量在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，推杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。（5）推杆形状与尺寸推杆的材料多用钢45、T8、T10,推杆头部要淬火处理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于RA08。常用的推杆形式有、矩形、D形。圆形结构简单，应用最广。推杆直经D与形腔部分推杆孔一般为采用H7/E7H8/F8的间隙配合配部分应保证DD46毫米；轴肩厚约46毫米。（6）推杆与推杆固定板的连接形式及配合图本设计采用圆形推杆，参照GB/T416911984设计其结构主要尺寸如下材料T8钢，热处理5055HRC。D8MMD4MMS3MML195MML21015MM数目12根，其中长度为L1的8根，长度为L2的4根。布置在一个塑件上布置推杆位置如图。4复位机构设计复位杆又叫回程杆，利用复位弹簧使推杆及推板复位并起导向作用。模板与复位杆配合的孔的极限偏差取H7。本设计由于有侧向抽芯，侧抽芯机构在合模时与推杆会发生干涉，故在复推杆的固定与配合推杆的布置位杆复位之前采用弹簧先行复位，使推杆先于侧型芯复位，保证模具动作的顺利。本设计复位杆设计根据GB/T416911984采用与推杆相同的标准，主要尺寸如下材料T8钢，热处理5055HRC。D26MMD20MMS8MM第八章侧向分型与抽芯机构的设计1侧向分型与抽芯机构的分类当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模，带动侧向成型零件作侧向移动（抽拔与复位）的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况（包括垂直分型的瓣合模），常称为侧向分型，对于成型侧孔或侧凹的情况，往往成为侧向抽芯。但是，在一般的设计中，侧向分型与侧向抽芯常常混为一谈，不加分辨，统称为侧向分型抽芯，甚至只称侧向抽芯。1侧向分型与抽芯机构的分类根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压（液动）或气动以及手动等三大类。1机动侧向分型与抽芯机构2液压或气动侧向分型与抽芯机构3手动侧向分型与抽芯机构2抽芯力的计算CFHPOSIN式中FC抽芯力（N）；C侧型芯成型部分的截面平均周长（M）；H侧型芯成型部分的高度（M）；P塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种，成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，P0812107PA，模外冷却的塑件，P（2439）107PA；塑料在热状态时对钢的磨擦系数，一般015020；A侧型芯的脱模斜度或倾斜角（）。C1533MM2470928H12MM；P107MPA；A0代入上式FC1533103121031070173127（N）斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型快，使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是设计和制造注射射模抽芯时最常用的机构，但它的抽芯力和抽芯距受到模具结构的限制，一般使用于抽芯力不大及抽芯距小于6080MM的场合。2斜导柱的设计1斜导柱的结构设计斜导柱工作端的端部可以设计成锥台形或半球形。但半球形车制时较困难，所以绝大部分均设计成锥台形。设计成锥台形时必须注意斜角应大于斜导柱倾斜角，一般A23，以免端部锥台也参与侧抽芯，导致滑块停留位置不符合原设计计算的要求。为了减少斜导柱与滑块上斜导孔之间的摩擦，可在斜导柱工作长度部分的外圆轮廓铣出两个对称平面。侧型芯的周长斜导柱的材料多为T8、T10等碳素工具钢，也可以用20钢渗碳处理。由于斜导柱经常与滑块摩擦，热处理要求硬度HRC55，表面粗糙度RA08M。斜导柱与其固定的模板之间采用国故配合H7M6。由于斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运定，侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证，而合模时滑块的最终准确位置由楔紧块决定，因此，为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11B11，或在两者之间保留051MM的间隙。在特殊情况下（例如斜导柱固定在动模、滑块固定在定模的结构），为了使滑块的运动滞后于开模动作，以便分型面打开一定的缝隙，让塑件与凸模之间先松动之后再驱动滑块作侧抽芯，这时的间隙可放大至23MM。1斜导柱的长度计算斜导柱的总长为LZL1L2L3L4L5式中LZ斜导柱总长度；D2斜导柱固定部分大端直径；H斜导柱固定板厚度；D斜导柱工作部分直径；S抽芯距。斜导柱安装固定部分的长度为LAL2LH/COSAD1TGA式中LA斜导柱安装固定部分的长度；D1斜导柱固定部分的直径。2斜导柱的直径计算斜导柱的直径为D32COS10WFH式中斜导柱所用材料的许用弯曲应力。W侧型芯滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固H定的距离，它并不等于滑块高的一半。D181MM。3260COS147取D20MM。本设计斜导柱设计如下2斜导柱抽芯机构设计原则（1）活动型芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱，型芯与滑块连接部位要有一定的强度和刚度。（2）滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡住、跳动等现象。（3）滑块限位装置要可靠，保证开模后滑块停止在一定位置上而不任意滑动。（4）锁模块要能承受注射时的侧向压力，应选用可靠的连接方式与模块连接。锁模块和模板可做成一体。锁紧块的斜角1应大于斜导柱的倾斜角，一般取123，否则斜导柱无法带动滑块运动。（5）滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的23，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具，（6）防止滑块和推出机构复位时的相互干涉尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。（7）滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置。斜导柱第九章冷却计算在注射成型过程中，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的性能和型工艺要求不同，模具的温度也要求不同。一般注射到模具内的塑料温度在60度以下。温度降低是由于模具通具通入冷却水，将热量带走不了，模具冷却剂常用水，此外还有压缩空气，冷冻水冷却，而水冷却最为普通，使水在其中循环，带走热量，维持所需的模温，水的热容量大，导热系数大，成本低。冷却水道的开受模具上镶块和顶出杆等零件几何形状的限制，必须根据模具的特点，灵活地设置冷却装置，其设计要点如下A、实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也就愈均匀。B、水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，水孔边距型腔的距离常用1215M。C、进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度避免产生过大的压力降冷却水道直径一般不小于9MM,常用912MM,但也必根据模具的具体大小和产品大小状况而定。D、进出口冷却水温差不应过大,以免造成模具表面冷却不均冷却回路的布置缩短成型周期有各种方法,而最有效的是制造冷却效果良好的模具,如果不能实现均一的快速的冷却,则会使制品内部产生应力而造成制品变形成形或开裂,所以我们必须根据制品的形状及壁厚设计,制造能实现均一的且高效的冷却回路一般在冷却回路的布置上应遵循如下原则（1）模具上有数组冷却回路时，冷却水应首先接近主流道的部位。（2）对于聚乙稀等收缩率较大的成型树脂，必须沿制品收缩大的方向设置冷却回路。（3）水道之间的中心距离一般为水道直径的35倍，水道的外周离模具型腔表面的距离一般为1015MM。计算塑件传给模具的热量单位时间内塑料传给模具的热量可用下式计算QNMQ式中Q单位时间内塑料传给模具的热量KJ/HN每小时注射次数；M每次注射的塑料量，包括浇注系统（KG）；Q单位质量的塑料在模腔内的热量（KJ/KG）QCP10式中CP塑料的比热容（KJ/KGK）1塑料熔体充模时的温度（）；0塑件脱模时的温度（）。Q104723050172KJ,Q270025172116KJ/H模具的散热Q136HAAAMR式中Q1单位时间内通过自然对流散发到空气的模具热量（KJ/H）HA自然对流时的传热系数W/KAA能发生自然对流的模具表面积模具整体的平均温度（）；M室温（）。RHAKMR31K1163025360/300MAAA1A2A3式中A1模腔的表面积（）；A2分型面的面积（）；A3模具四周与空气接触的表面积（）；开模率，按下式计算TT1T2/2式中T注射成型周期（S）T2注射时间（S）；T3塑