海绵拖把的注射模具设计【塑料注塑模】

I1海绵拖把零件的的注射模具设计摘要海绵拖把注射模具设计是编写者两个月以来所编写的毕业设计说明书。主要介绍注射模的整个过程，包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。在设计书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了设计所写的模具结构。本设计的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。关键词海绵拖把；注射模具；推出机构；流道II2ABSTRACT“SPONGEMOPINJECTIONMOLDDESIGN“ISWRITTENBYTHEAUTHORFORTWOMONTHSSINCETHEGRADUATIONDESIGNMANUALTHISPAPERMAINLYINTRODUCESTHEWHOLEPROCESSOFINJECTIONMOLD,INCLUDINGMOLDINGPARTS,EJECTIONMECHANISM,RUNNERANDSOMEOTHERDESIGNINTHEDESIGNPROCESSOFWRITING,THEORIGINALDATAWERECOLLECTEDTHROUGHAMONTHSTIME,FULLYCONSIDERTHEVARIOUSSTRUCTURESANDMOULDANDGUIDEDISCUSSIONSBETWEENTEACHERSANDSTUDENTS,FINALLYCHOSETHEMOLDSTRUCTUREDESIGNWRITINGTHEDESIGNOFTHEDATAWASWRITTENMOSTLYWITHTHREEYEARSINALLASPECTSOFTHETHEORYOFKNOWLEDGEISCOMPLETE,INCLUDINGMECHANICALDRAWING,TOLERANCEANDFIT,ENGINEERINGMECHANICS,MECHANICALDESIGN,INJECTIONMOLDING,ANDOTHERENGINEERINGMATERIALSONEPARTISBYCHECKINGTHEMANUALINCOMETHEREAREFEWEXCHANGESBETWEENTHESTUDENTSANDTHEIRTHREEYEARSPRACTICESUMMARYKEYWORDSSPONGEMOPINJECTIONMOLDEJECTORMECHANISMRUNNER3目录摘要1ABSTRACT2第一章绪论111模具在加工工业中的地位112模具的发展趋势1121加深理论研究2122高效率、自动化2123大型、超小型及高精度2124革新模具制造工艺2125标准化213设计在学习模具制造中的作用314来源背景3141目的3142要求3143实际意义3144主要设计内容4第二章原始资料521塑料制品产量和生产要求522塑料品种牌号5221特点6222生产方法6223成型特性6224用途723制品图样13231尺寸及要求13232根据制品尺寸几何形状进行分析13第三章基本参数1631注射机选择16432模具型腔数目的计算17321计算原理17322制品体积17323型腔数目确定1733模架选择17第四章成型零件尺寸及结构1941聚苯乙烯的收缩率（S）1942型芯尺寸及结构设计19421型芯径向尺寸计算利用公式19422型芯高度尺寸2043型腔尺寸及结构设计20431型腔径向尺寸20432型腔深度尺寸21433型腔结构22434型腔计算22第五章模具结构2451模具结构图2452模具与成型机械关系的校核24521制品及流道体积24522注射机的校核25第六章浇注系统2761概述2762浇注系统的设计27621主流道的设计27622浇口的设计27623排气糟的设计2963合模导向机构的设计29第七章推出机构3171概述3172推出机构31第八章侧抽芯机构32581滑块结构3282斜顶结构34第九章支承零件36第十章冷却系统38101温度调节对塑件质量的影响38102冷却系统之设计规则39第十一章模具的装配40结论43参考文献44致谢450第一章绪论11模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。12模具的发展趋势1近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面121加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。122高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。123大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。124革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。125标准化开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。213设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。14来源背景海绵拖把为HIPS塑料制品，采用注射模进行成型，这种制品结构比较简单，加工难度不大。141目的通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握UG、CAD、WORD等软件的操作方法。142要求设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。143实际意义通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得3一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对UG、CAD、WORD等软件的操作，可以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。144主要设计内容本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对UG、CAD、WORD等软件的操作技术。4第二章原始资料21塑料制品产量和生产要求根据图纸要求，此制品为小批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。22塑料品种牌号耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍，抗冲击性得到了提高。聚苯乙烯是一种用途广泛的脆性塑料。你现在正在使用的计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。通过茂金属催化聚合可以得到一种新型聚苯乙烯，即间同聚苯乙烯（SYNDIOTACTIC）。间同聚苯乙烯上的苯环交替地连接的主链的两侧，而普通聚苯乙烯的苯环在无规地连接在主链两侧。间同聚苯乙烯（SYNDIOTACTIC）是结晶高分子，熔点达到270。在苯乙烯聚合体系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主链上接枝聚合。聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯链段分别聚集，产生相分离。这些聚丁二烯相区可以吸收冲击能，从而提高了聚苯乙烯的冲击强度HIPS工程塑料乳白色不透明颗粒密度为105G/CM3熔融温度150180热分解温度300溶于芳香烃，氯化烃，酮类（除尔酮外）和酯类能耐许多矿物油，有机酸，碱，盐，低级醇及其水溶液，不耐沸水HIPS是最便宜的工程塑料之一，和ABS,PC/ABS,PC相比，材料的光泽性5比较差，综合性能也相对差一些HIPS是由PS加丁二烯改性而成的，因为PS的冲击强度很低，做出的产品很脆，而丁二烯的韧性很好，加入丁二烯后可使PS的冲击性能提高23倍尽管HIPS的冲击强度比PS的冲击强度高出很多，但其综合性能还是不如ABS,PC/ABS等HIPS的冲击性能在工程塑料中是比较低的，因此，我们在使用次料时应注意对材料的冲击性能的检验。221特点无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。222生产方法1淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。2液相本体法。在70和3MPA的条件下，在液体丙烯中聚合。3气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。223成型特性1结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解2流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔凹痕,变形3冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易6发生翘曲变形4塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中224用途1工程用聚苯乙烯纤维分为聚苯乙烯单丝纤维和聚苯乙烯网状纤维。聚苯乙烯网状纤维以改性聚苯乙烯为原料，经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工而成的高强度束状单丝或者网状有机纤维，其固有的耐强酸，耐强碱，弱导热性，具有极其稳定的化学性能。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土（砂浆）固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝，防止及抑止裂缝的形成及发展，大大改善混凝土的阻裂抗渗性能，抗冲击及抗震能力，可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料2双向拉伸聚苯乙烯薄膜在塑料制品中包装材料占有极其重要的位置，据统计，世界用于包装领域的塑料约占塑料总消费量的35。我国包装用塑料发展迅速，产量从1980年的19万T迅速增至2003年的465万T，预计2005年将超过550万T，2010年超过700万T，2015年超过900万T，约占全国包装总产量的13以上。从产品上看，包装用薄膜约占包装用塑料总量的50以上。我国双向拉伸聚苯乙烯（BOHIPS）薄膜是HIPS树脂消费量最大的领域之一，2003年我国有BOHIPS生产企业86家（123条生产线），总生产能力约140万T/A，2004年达到200万T/A（138条生产线），产量将突破100万T。近年来，国内企业注重提升产品竞争力，先后引进了一批先进的BOHIPS生产设备，生产的薄膜宽度可达83M，线速度高达400500M/MIN，如浙江大东南集团引进德国布鲁克纳6万T/A生产线；国风集团投资2亿元引进35万T/A生产线（目前亚洲第1条、世界第4条10M宽的BOHIPS设备）；常州武进金氏集团引进德国2万T/A五层共挤高强超薄BOHIPS生产线；福建现代集团引进25万7T/A生产线；宝硕集团计划引进10万T/A生产线等。按我国现有的BOHIPS薄膜生产能力换算，每年对HIPS树脂的需求量近200万吨，因此应重视开发BOHIPS薄膜用高线速、延伸性、透明性好的HIPS专用料，包括配套用的乙、丙共聚物，以适应新引进的BOHIPS薄膜设备。3汽车用改性聚苯乙烯2003年，我国汽车产量为440多万辆，已位居世界第四，同比增长366。据美国ESMWERWIDE报道“2008年中国汽车产量将超过600万辆，2015将超过日本，跃居世界第二位”。汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，目前我国工程塑料的自给率不足16。据中国工程塑料协会预测，2005年我国工程塑料需求增长率为15，2010年约为10，需求量将从2000年的44万T增长到2010年的140万T。我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速，到2010年总用量将达到94万T（以塑料用量占汽车重量的510计）。HIPS用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性HIPS产品，其耐热性可由80提高到145150，并能承受高温7501000H后不老化，不龟裂。据报道，日本丰田公司推出的新一代具有高取向结晶性的聚苯乙烯HEHCHIPS产品，可以作为汽车仪表板、保险杠，比以TPO为原料生产的同类产品成本降低30，改性HIPS用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。4家用电器用聚苯乙烯近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。2003年我国电冰箱产量为1850万台，空调器4200万台，洗衣机1700万台，微波炉3500万台。据“20042006年中国城市家庭影院市场研究咨询报告”显示，预计未来3年内我国家庭影院系统市场规模将达到690万台。另外，各种小家电也拥有巨大的潜在市场，这对改性HIPS来说，是一个极好的商机。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如8HIPS1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。因此，在未来几年内应加大开发家用电器HIPS专用料的力度，以适应市场变化的需求。5管材用聚苯乙烯2003年全国塑料管材总产量突破180万T，同比增长23。早期，HIPS管材主要用作农用输水管，但是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口HIPSR料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设HIPSR管材生产线，价格也由投产初期的2万3万元/T不断回落，但HIPSR管材在塑料管材市场上的占有率仍然很低。据反映，目前国产HIPSR料与进口料比较还有一定差距，质量有待改进和提高。据报道，目前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚苯乙烯HIPSR112新牌号，使用该牌号生产的管材可在20和112MPA的超高压状态下使用50年。塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一，建设部曾于2001年发出“关于加强共聚聚苯乙烯（HIPSR、HIPSB）管材生产管理和推广应用工作的通知”，要求有关部门共同做好从原料、加工、质量以至管材使用、安装等工作，要严格把好HIPS管材质量关，以利更好地做好我国HIPS管材的生产、应用、推广工作。6高透明聚苯乙烯随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明HIPS专用料是一个很好的发展趋势，尤其需要透明性高、流动性好，成型快的HIPS专用料，以便设计加工成人们喜爱的HIPS制品。透明HIPS比普通HIPS、PVC、PET、PS更具特色，有更多优点和开发前景。近几年，国外透明HIPS市场增长很快，如韩国LG将透明HIPS作为PET替代品推向市场；德国某些公司用透明HIPS替代PVC；美国透明HIPS制品的增长速度高出普通HIPS制品79；日本近几年HIPS成核透明剂的年用量约为2000T，若以添加量025推9算，日本透明HIPS料的年产量可达80万T以上。据日本理化株式会社介绍，日本透明HIPS专用料用于微波炊具及家具两方面的消费量最大。预计，2005年国外市场对透明HIPS专用料需求量约为500万550万T。目前国内透明HIPS专用料与国外差距较大，透明HIPS树脂及其制品的生产、应用仍有待加强。7高抗冲击聚苯乙烯，为了满足韧性材料的要求，1950年开始开发橡胶改性聚苯乙烯（高抗冲击聚苯乙烯即HIPS）。通过将橡胶加入聚苯乙烯基材，可生产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来，已开发出各种特殊品级的HIPS，已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等，它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。化学和性能抗冲击聚苯乙烯是通过将聚了二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制HIPS，但目前工业上生产HIPS采用的主要是本体聚合法。在本体聚合过程中，苯乙烯单体/橡胶/添加剂的混合体通过一系列反应器，转化率达7090。标准HIPS的其它重要性能如下弯曲强度138551MPA；拉伸强度138414MPA；断裂伸长率为1575；密度1035104G/ML；维卡软化点185220F。唯一工业化的掺用HIPS合金是其与聚苯醚的共混物。这种共混物的耐热性和韧性都很突出，但产品价格比单用HIPS的产品高许多。聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级PS相比具有更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的，如欲提高抗冲击强度，就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂，它们具有ABS的光泽度，同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时，可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃（CFC）发泡剂的也已开发出来。阻燃级（ULV0和UL5V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比10许多阻燃工程树脂更为容易，价格也更低。物理和电气性能ITEM试验项目UNIT单位SPECIFICATION技术要求TESTMETHOD测试方法MELTINDEX熔体流动速率G/10MIN25ASTMD1238DENSITY密度G/CM3091ASTMD1505TENSILESTRENGTH拉伸强度MPA21ASTMD638ELONGATIONATBREAK11断裂伸长率600ASTMD638BRITTLETEMPERATUREWITHLOWTEMPERATURE低温脆化温度35ASTMD74620VOLUMERESISTIVITY20体积电阻率M161014ASTMD25720DIELECTRICSTRENGTH,50HZ介电强度,50HZMV/M35ASTMD14920DIELECTRICCONSTANT介电常数222ASTMD150DIELECTRICDISSIPATIONFACTOR介质损耗因数00003ASTMD15012AIRAGINGCONDITION热空气老化条件135168HTENSILESTRENGTHVARIATIONAFTERAGING拉伸强度变化率25ASTMD3045ELONGATIONVARIATIONAFTERAGING断裂伸长变化率2523制品图样231尺寸及要求海绵拖把产品造型，如图21图21232根据制品尺寸几何形状进行分析132321尺寸及公差从制品所给的尺寸及公差查塑料模塑成型技术表37为4级精度等级，查表38得4级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。2322塑料制品的形状此制品为海绵拖把形制品，制品体积较大，如图21。塑料制品的壁厚由图11可知，此制品最大壁厚为3MM，最小壁厚为15MM。壁厚均匀，但是网格较多，它会固化或冷却速度的不同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力。因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。2323脱模斜度所设计的制品没有脱模斜度，即脱模斜度为零，这样制品对型心的包紧力大，脱模时较有脱模斜度的难，生产时可喷涂脱模剂。2324分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则1分型面的选择有利于脱模分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。142分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。3分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。4分型面应有利于侧向抽芯。15第三章基本参数31注射机选择根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为HTF160X2B注塑机的参数如下型号参数单位1602A1602B1602C螺杆直径MM404548理论注射容量CM3253320364注射重量PSG230291331注射压力MPA202159140注射行程MM201螺杆转速R/MIN0230料筒加热功率KW93锁模力KN1600拉杆内间距水平垂直MM455455允许最大模具厚度MM500允许最小模具厚度MM180移模行程MM420移模开距最大MM920液压顶出行程MM140液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW185油箱容积L240机器尺寸长宽高M54145205机器重量T5最小模具尺寸长宽MM3203201632模具型腔数目的计算321计算原理通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的80，即V实VMAX8031式中V实制品实际所需注射量，单位CM3。VMAX注射机最大注射量，单位CM3。由表31VMAX320CM3所以V实256CM3322制品体积制品的结构及尺寸如图21，体积如通过3D测量可得出V制1981CM3323型腔数目确定制品数目用N表示，利用下列公式进行计算，NV实/V制256/198112通过计算可以设计型腔数量。因此制品为小批量生产，暂设计型腔数目为一模二腔。33模架选择17根据制品尺寸大小及型腔数目，查表模具标准应用手册表615初步选用250X450模架具体结构如图31A、31B模架型号采用CI2545A60B70C80，使用标准模架，可以降低计算量，节约成本。图31（A）18图31B19第四章成型零件尺寸及结构41聚苯乙烯的收缩率（S）查塑料制品及其成型模具设计表01聚苯乙烯的收缩率范围为0408，换算成平均收缩率SCPSCP0408/2064142型芯尺寸及结构设计421型芯径向尺寸计算利用公式LM1LS11SCP42430Z制品的基本尺寸为54、127、195查表公差为046、046、022将数值代入计算LM154（106）046430Z5466909LM2127（106）046430Z2012810709LM3195（106）022430Z1978209422型芯高度尺寸HMHS1SCP43320Z制品的基本尺寸为195查表公差为05将数值代入计算HM1951062/30503519950343型腔尺寸及结构设计431型腔径向尺寸型腔径向尺寸利用公式LMLS1SCP（46）43Z021制品的基本尺寸为54、127、55查表公差为046、046、022将数值代入计算LM154106046433405397910LM21271060464334012741710LM35510602243320536807432型腔深度尺寸型腔深度尺寸利用公式制品的基本尺寸为44查表公差为022HMHS1SCP4732Z0将数值代入计算22HM155106053235052170433型腔结构型腔结构简单，采用镶嵌凹模，这种结构成形的制品质量较好，加工方便，并且就镶嵌在型腔板上，与型腔板构成一体。434型腔计算型腔底厚、壁厚1按刚度校核侧壁厚度，利用公式TR（48）1代入计算得T96MM2按强度计算，利用公式TR1代入计算T87MM取较大值96MM。23435底厚计算按刚度计算H523MM按强度计算H487MM取较大值523MM。24第五章模具结构模具结构主要由以下部分组成成型部分、支承部分、推出机构、浇注系统、导向部分、紧固定位部分、冷却排气系统。在模具设计过程中，主要考虑塑料怎样进料，制品怎样成型、制品怎样脱出。51模具结构图通过对模具成型零件的计算，模架的确定，模具结构图如图所示。52模具与成型机械关系的校核521制品及流道体积制品体积25VI1981CM3522注射机的校核1最大注射量的校核根据公式KV0V代入计算得V1981X23962CM3符合注射机的要求2锁模力校核F锁PA式中P熔融型料在型腔内的压力，该产品A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A1171661MM3F锁注塑机的额定锁模力。故F锁PA30MPAX1171661MMX11X000138665KN3选定的注塑机的压力为1600KN，满足要求。模具与注塑机安装部分相关尺寸校核A模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具长模具宽HH1H250S机注塑机最大开模行程920MMH1顶出距离25MM；H2浇注系统高度105MM67026025105故满足条件27第六章浇注系统61概述注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。对其要求是使熔体平稳的进入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔内的气体顺利排出，在熔体填充型腔和凝固的过程中，能充分的把压力传到各个部位，以获得组织致密，外形清晰，尺寸稳定的塑料制品。可见，浇注系统的设计是十分重要的。浇注系统的设计正确与否，是注射成型能否顺利进行的关键，因此，要引起高度重视。62浇注系统的设计621主流道的设计主流道的截面形状一般为圆形，其锥度为26，在此模具的设计的设计中采用2，小端直径一般取36MM,且大于注射机喷嘴直径05MM,由表31注射机喷嘴直径为3MM。将此模具主流道小端直径设计为36MM。主流道的长度一般不超过90MM,本模具设计为87MM。由于主流道需要与高温塑料频繁接触，故设计主流道衬套是十分必要的，尤其是主流道要穿过两块板时，如果没有主流道衬套，在结合处很容易发生溢料，导致主流道难以取出，主流道衬套的球半径比注射机的球半径大12MM，设计球半径为SR11MM。主流道衬套的尺寸查表3662模具实用技术设计综合手册。622浇口的设计浇口又称进料口，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。其主要作用是281型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。2易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的003009，浇口的长度约为05MM2MM，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。浇口设置应有利于排气和补塑。浇口位置的选择要避免塑件变形。侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。29浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。定位环、浇口衬套、浇注系统示意图考虑到侧浇口有结构简单，水口消除后，痕迹可以在装配后被掩盖起来，不影响外观，所以采用侧浇口进胶。分流道与浇口的连接如上图所示。在利用了UG的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口623排气糟的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气,镶件间隙排气，所以无需设计排气槽。63合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的30方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有定位、导向和承受一定侧压力。定位作用为避免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形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。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，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下31第七章推出机构71概述推出机构的设计是为了把制品从型芯型腔中推出来，为下一次注射做准备，推出机构的设计要求有1尽量使制品留在动模上。2保证制品不变形，不损坏。3保证制品外观良好。4结构要可靠。72推出机构推出机构一般有推杆、推管、推件块等，从制品的形状、尺寸考虑，利用推管制品的壁厚太小，采用直推杆，制品的受力面积太小，会损坏制品，其他结构不适合成型本产品，所以将顶出机构设计推板形式，下面采用复位杆提供动力固定，采用导柱导套保证装配需要。推出机构32第八章侧抽芯机构经分析过此塑件的侧向结构，得出结论需要滑块和斜顶机构侧抽芯，在此，进行滑块和斜顶结构配合设计。81滑块结构滑块结构1抽芯距型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离叫理论抽芯距，用S表示。为了安全起见，实际抽芯距离S通常比理论抽芯距离S大23MM，即SS（23）MM本次设计中有侧面两孔都需侧抽芯出模,因深度相同因而设定抽芯距也相同有S1S2115MM，所以取S115（25）15MM332斜销倾角开模行程，取1520COTHS41215598428T15203M实际可以任意在1520之间取值，取20（3）斜销有效工作长度L5598MM4293斜销直径侧抽芯力430COSINCFPAF1028COS1IN452N查表91，最大变曲力1KNWF侧型芯中心线于斜销固定地面的距离MM431COS15CS45WHL查表92，得斜销直径D16MM4斜销长度432TTANTAN1052COS2SIDDSL154014TT57025I取L112MM3482斜顶结构斜顶结构1抽芯距S本次设计中有侧面两孔都需侧抽芯出模,因深度相同因而设定抽芯距也相同有S1S23MM，所以取S115（25）5MM2斜顶倾斜角斜顶倾斜角是决定斜顶抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜顶长度，而且对斜顶的受力状况有着重要影响。决定倾斜角大小时，应从抽芯距、开模行程和斜顶受力几个方面综合考虑。实际生产中，一般取515。本次设计取10。3斜顶厚度D斜顶厚度计算公式为3210COSTWFHD35式中斜顶厚度，MM；D脱模力，N；TF侧型芯滑块受的脱模力作业线与斜顶中心线的交点到斜顶WH固定板的距离，MM；斜顶所用材料的许用弯曲应力，MPA；W斜顶倾斜角。本次模具设计中，计算如下788MM3210COSTWFHD取D为8MM。4斜顶的总长度ZL斜顶总长度计算公式为（510）MM2TANTANCOS2SIZDHDS式中斜顶总长度，MM；ZL斜顶固定部分大端直径，MM；2D斜顶倾斜角；斜顶固定板厚度，MM；H斜顶工作部分直径，MM；D抽芯距，MM。S本次模具设计中，计算如下（510）MM125MM2TANTANCOS2SIZDHDSL36第九章支承零件在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模脚等。紧固件及其他附件上模部分定模部分由于产品较低，采用定模板嵌入方式制作嵌入型芯。型腔下模部分下模部分设计，根据产品设计模具镶件。37型芯38第十章冷却系统模具在注射时，应对模具温度进行较好的控制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计冷却系统，但由于本零件较大，不可以通过模具自然冷却来保证热平衡。另外此制品为小批量生产，成型的制品精度等级为一般精度，故采用模具冷却，冷却水道需要注意设计模具结构在注射模中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低C20C60是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑C80料，如本设计中的HIPS料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。101温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。39模具冷却水路图102冷却系统之设计规则设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。1冷却管路的位置与尺寸塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在凸模块与凹模块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的12倍，冷却孔道之间的间距应维持35倍直径。冷却孔道直径通常为612MM（7/169/16英吋），在此取10MM。40第十一章模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为005015毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。模具的装配顺序1确定装配基准；2装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；3调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。414在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；5组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；6组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；7试模试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。模具预热模具预