复印机小扣件塑料注射模具设计

1、西安工业大学北方信息工程学院 本科毕业设计本科毕业设计(论文论文) 题目题目：复印机小扣件塑料注射模具设计复印机小扣件塑料注射模具设计 系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： B 学 生： 张璐璐 学 号： B 指导教师： 黄洪生 2013年05月 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 系（部）机电信息专业机械设计制造及其自动化班级B姓名张璐璐学号 B 1.毕业设计（论文）题目:复印机小扣件塑料注射模具设计 2.题目背景和意义：在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特 定的形状通过一定的方式使原材料成型。由于模具成型具有优质，高产，省料和低成

2、本等 特点，现已广泛应用于汽车，航空航天，仪器仪表，家电，机械制造，石化，轻工日用品 等工业部门。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家，日本经济之所 以能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势，模具工业的迅猛发展是重要原因之一。 塑料模具是现代塑料工业生产中最重要的工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业 之一。用塑模成型零件的主要优点是制造简便，材料利用率高，产品的尺寸规格一致，特 别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：塑件分析； 初步拟订结构方案； 选择设备、校核有关工艺参数； 方案论证,结构设计，强度计算；绘

3、制模具装配图及零件图； 应用Pro/E做出制件图并进行分析。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： 1）基本要求： （1）绘图要求（用AutoCAD和Pro/E软件） A 测绘塑料零件图 （二维及三维图） B模具动模、定模、镶块等主要零件图及模具总装配图 （二维） （2）编写说明书，具体内容如下：（编写格式和装订要求按教务处统一规定） A 分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响； B 分析所采用模具结构方案，着重分析难点（斜导柱、哈佛模、点浇口等）； C 分析所有分型面，选出最佳分型面并叙述该模具的开，合模动作过程； D确定哪些面有脱模斜度 ，确定各种配合的形式并说明理

4、由； E 分析浇口位置、浇口形式及所采用的理由并说明所有推顶装置设置的位置及其理由； G 对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析； （3）计算下列尺寸 A、 有关成型零件工作尺寸的计算 、斜导柱长度及抽拔力的计算； B、 成型型腔壁厚计算及冷却水道面积计算； （4）外文资料翻译 10002000字符 （5）生产批量：20万件； 2）进度安排： （1）查阅资料 3周 （2）零件分析并绘图 3周 （3）方案选择与确定 3周 （4）绘制零件图与装配图（二维和三维） 3周 （5）编写论文 2周 （6）打印并交主审教师审阅 1周 5.毕业设计（论文）的工作量要求： 实验（时数）*或实习（天数）： 2周

5、 图纸（幅面和张数）*： 折合0号图纸3张 参考文献篇数： 10篇 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日 说明：1本表一式二份，一份由各系集中归档保存，一份学生留存。 2 带*项可根据学科特点选填。 复印机小扣件塑料注射模具设计复印机小扣件塑料注射模具设计 摘摘 要要 本文主要介绍了复印机小扣件的注射模设计的注塑模具设计。其材料为AB S。根据ABS塑料的工艺特性和产品的使用要求，分析了复印机小扣件的结构特 点和成型工艺。通过应用Pro/e软件对塑件进行模流分析的结果，可作为确定塑 件的注射模结构以及工作过程的参考。采用EMX软件进行3D分模，对模具进行

6、 了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分 析， 并生成了爆炸图。 关键词：关键词：塑料模具；注射机；侧抽芯；冷却装置 The plastic injection mold design for Copier small fastener Abstract This paper mainly introduces the copier small fastener injection mold design of the injection mould design. The material is ABS. According to the requirement

7、 of process characteristics of ABS plastics and products, structure characteristics and molding process of copier small fastener analysis. The mold flow analysis of plastic parts by using Pro/e software, which can be used to identify the plastic parts injection mold structure and working process. 3D

8、 model by EMX software, to die in the analysis and design of molding parts, casting system, side core-pulling mechanism, launched demoulding mechanism and cooling system, and generating the explosion diagram. Key Words：plastics mold; inject machine; pulling side; cooling device 主要符号表主要符号表 M成型所需注射量 N

9、型腔个数 M塑单个塑件质量 M浇浇注系统的质量 T注射机的额定锁模力 F在分型面上的总投影面积 K安全系数 Q模腔压力 LM型腔径向尺寸 Scp塑料的平均收缩率 Ls塑件径向公称尺寸 塑件公差值 Z型腔制造公差 HM型腔深度尺寸 Hs塑件高度公称尺寸 S型腔深度制造公差 目目 录录 1 绪论绪论.1 1.1模具工业的发展现状.1 1.2模具工业今后的主要发展方向.1 1.3本课题研究的意义及内容.3 2 塑件工艺分析塑件工艺分析.4 2.1塑件外形分析.4 2.1.1尺寸精度分析.5 2.1.2塑件表面质量分析.5 2.1.3塑件的结构工艺分析.5 2.2塑件材料分析.6 2.3分型面的选择.

10、6 2.4型腔个数及型腔排布的确定.8 2.5浇口的选择.9 3 初步选取成型机械的规格初步选取成型机械的规格.10 3.1计算制件的体积和质量.10 3.2最大注射量.10 4 浇注系统设计浇注系统设计.12 4.1浇注系统的设计.12 4.1.1主浇口套的设计.13 4.1.2定位圈的选用.14 4.2浇口设计.15 4.3分流道设计.16 5 顶出机构设计顶出机构设计.17 5.1顶出机构的选择.17 5.2顶杆分布.17 5.3顶杆尺寸外形.17 5.4排气系统设计.18 5.5拉料杆设计.19 6 抽芯机构设计抽芯机构设计.20 6.1侧向分型与抽芯机构的分类.20 6.2抽芯距的确

11、定.20 6.3斜导柱分型抽芯机构的设计.21 6.4滑块与导滑槽的设计.22 7 型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算.23 7.1凹模的径向尺寸计算.23 7.2凹模的深度尺寸计算公式：.24 7.3凸模型芯尺寸的计算：.26 7.4高度计算.27 8 模具型腔侧壁和底板厚度的计算模具型腔侧壁和底板厚度的计算.29 8.1按强度计算.29 8.2按刚度计算.29 9 冷却系统的计算冷却系统的计算.30 9.1冷却系统设计.30 9.2冷却水的体积流量.30 9.3冷却水表面的热传系数.31 9.4冷却水道总面积热.32 9.5冷却水管总长度.32 10 模具总体设计模具总体设计.3

12、3 10.1模架的选择.33 10.2模具总体设计二维和三维图.33 10.3工作原理.36 11 模具的校核模具的校核.37 11.1注塑工艺参数的校核.37 11.1.1最大注塑量的校核.37 11.1.2注射压力的校核.37 11.2模具安装尺寸的校核.37 11.2.1喷嘴尺寸的校核.37 11.2.2模具闭合高度校核.37 11.2.3模具外形尺寸校核.38 11.3开模行程的校核.38 12 结论结论.39 参考文献参考文献.40 致致 谢谢.41 毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明.42 毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明.43 1 绪论绪

13、论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展模具工业，日益 受到世界各国的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广 大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、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形。用模具生产制件所具备的高 精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不 能比拟的。作为基础工业,模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分 重要作用,在国际上被称为“工业之母”,对国民经济的发展起着无可置疑的关键作 用。 1.11.1模具工业的发展现状模具工业的发展现状 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成

14、果转化的基础，同时本身 又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁 力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工 业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”， 同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。我国国民经济 的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求， 2005年，仅汽车行业将需要各种塑料制件36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年 产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。模具工业一直以每年13 %左右的增长速度快速发展。模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%15 %。

15、每年进口模具约占市场总量的20%左右，已超过10亿美元，其中塑料与橡 胶模具占全部进口模具的50%以上；冲压模具占全部进口模具约40%。另外， 我国模具制造企业约有家，并以每年10%15%的速度高速递增。 1.21.2模具工业今后的主要发展方向模具工业今后的主要发展方向 模具工业今后的主要发展方向包括： 1.2.1在塑料模设计制造中全面推广应用在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术技术 模具作为成型必须的工艺装备,其设计周期、生产效率和质量直接影响产品 的进度、成本和效率. 过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验,模具的加工制造又在很大程度上依 赖于生产者的操作技能,因此存在

16、模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、 使用寿命短等缺陷。 随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展,CAD /CAM技术的发展和应用越来越普遍,出现了许多可用于注塑模设计和制造的软 件.实现了产品从概念设计到制造全过程的设计制造一体化. 它提供了采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统和模型间的相关联性 设计以及共享数据库和强大的分析系统等技术,为产品的设计、分析和制造的一 体化提供了平台, 使产品CAD /CAE /CAM各系统之间实现了数据的自动传递和转换集成 . 注塑模设计和制造的软件通过模具检测、自动分模、模拟开模和数控加工仿真 的三维动态显示的设计制造与视频技术的结合,使过程设计生动

17、地展现出来,极大 地提高了产品的设计与生产效率,同时也保证了产品的生产进度和质量。 目前,国内模具企业中已有相当多的厂家引进了较高档的CAD/ CAE/ CAM 系统, U G、Pro/ Engineer 、I2DEAS、Euclid2IS 等著名软件在中国模具工业中。 1.2.2快速制模技术的开发与应用快速制模技术的开发与应用 快速成形与制造(RPM: Rapid Prototyping &Manufacturing) 是融激光、材料科学、信息与控制技术等为一体的分层 层积技术，堪称是20 世纪后半期制造技术最重大的进展之一。 快速成型技术模具制造周期仅为常规模具切削制造的1/ 5 至1/

18、3 而成本仅为后者的1/ 4 至1/ 2 。快速经济制造技术，具有制造周期短、成本低等优点，在精度和寿命方面又 能满足生产上的使用要求，综合经济效益比较好，非常适用于新产品开发、样 品试制、工艺验证或中、小批量生产的需要。快速经济制造技术近几年来在国 内外均得到了迅速发展。特别是随着市场经济的发展，各品种小批量产品的增 多，各种新产品更新换代的周期缩短，诸多高新技术应用范围不断扩大，类型 不断的增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。如采用RPM 原型复制石膏模具复制铝(或锌) 合金注塑模具，可生产近250g 注塑件，产品精度可达015mm。用RPM 原型复制一种硫化硅橡胶模具，制模周期短,

19、修模方便，成本低，可铸造高强度 锌合金，铝锡合金，铝合金铸件及注塑工程塑料制件等，制件成型尺寸精度高 ，轮廓清晰。 1.2.3推广应用热流道技术、气辅注射成型技术推广应用热流道技术、气辅注射成型技术 热流道注射成型法原理是在注射模内装上分流板及热嘴，利用加热和温度 控制的原理，使模具的流道部分保持熔融状态，制品的浇口如同直接接触到注 塑机的射嘴一样，那么成品在脱模时就不会拖着一条或多条胶口。一套完整的 热流道系统是由平衡式分流板、热嘴、高精度温度控制器组成.随着聚合物工业 的发展，热流道技术正不断完善和加快其推广使用。 1.2.4塑料模具的标准化和高档次模具使用塑料模具的标准化和高档次模具使用

20、 采用模具标准化不仅能有效提高模具质量、降低成本，而且能大大缩短模 具生产周期，提高生产效率。随着工业产品多品种、小批量、个性化、短周期 的发展趋势日益明显，模具标准化的意义也显得更为重用。目前我国模具标准 化使用比率有所增加，初步估计在40%50%之间，但与国际上70%80%的比 率相比还有很大差距。 1.31.3本课题研究的意义及内容本课题研究的意义及内容 意义：塑料行业从起步到现在有很大的发展，水平有了较大的提高，塑料 作为高分子化学和材料科学发展的重要成果，早已成为人类不可缺少的重要生 产资料。塑料制品、制件在工业生产和日常生活中得到了愈来愈广泛的应用。 对于模具的设计有一个完整的了解

21、和初步的掌握。以便进一步的熟练掌握Pro/E NGINEER软件的运用。锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适 应工作做准备。 内容：本设计要求完成复印机小扣件注塑模具的CAD结构设计，并通过PR OE等软件完成模具的三维零件图与装配图。通过本次设计使学生掌握塑料模具 设计、机械加工、常用软件CAD,PROE等的使用方法。我根据指导老师所给零 件实物，测绘的同时进行模具塑件的分析、初步拟定结构方案、注射机得选用 、有关工艺参数的校核、案论证、结构设计、强度计算、绘制模具零件图，应 用Pro/ENGINEER软件，创建零件的3D模型并生成二维工程图，然后自动创建 分模曲面，并把模具划分

22、成动模部分和定模部分，接下来创建型腔、镶件及侧 抽芯等零件，然后使用Pro/ENGINEER软件分析模块的草图和厚度检测功能， 评估零件，看所设计出的零件是否合格 ；选择注塑机时，应用Pro/ENGINEER软件计算填充容积、型腔曲面面积等， 很快得以完成，避免了大量烦琐的计算。 2 塑件工艺分析塑件工艺分析 2.12.1塑件外形分析塑件外形分析 塑件外形如图2.1、图2.2所示。 图 2.1.1 图 2.1.2 图 2.1.3 图 2.1.4 图2.1 塑件三维图 图2.2 塑件二维图 从老师给的零件可分析得此零件是一个小支架零件，壁厚均匀，为1.5mm ，内部有加强筋可以克服扭歪现象。但考

23、虑的是其实用性，并且连接处要有 一定的强度和刚度，所以需要使用斜导柱侧抽芯完成成型。总体看来，该零件 为中等复杂程度。 2.1.12.1.1尺寸精度分析尺寸精度分析 查表（1-10） ，均为SJ5级精度 ，均为SJ6级精度，属“低精度尺寸” 其余的尺寸无特殊要求，其尺寸公差均按SJ6级精度查取 2.1.22.1.2塑件表面质量分析塑件表面质量分析 1. 必须避免在塑件的分型面处出现毛边。 2. 注意在塑件的通孔处不出现锐边。 2.1.32.1.3塑件的结构工艺分析塑件的结构工艺分析 1. 根据塑件的尺寸要求，塑件有较好的成型性能。 2. 从件结构看，设置一个分型面。 2.22.2塑件材料分析塑

24、件材料分析 材料：根据塑件功能塑件材料选为ABS。 2.2.1基本特性基本特性 ABS无毒、无味、呈微黄色，成形的塑件有较好的光泽。密度为1.02 g/cm1.05g/cm。ABS有较好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。优良 好的机械强度、硬度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性 及电器性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响。ABS有一定的硬度和 尺寸稳定性，易于成形加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高 ，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外 线的作用下易变硬发脆。 2.2.2主要用途主要用途 ABS在机械工业上用来制造齿轮、轴

25、承、管道、电机外壳、仪表壳、仪表 盘等。汽车工业用ABS制造汽车挡泥板、扶手、加热器等。ABS还可以制作水 表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收音机壳、食品 包装器等。 2.2.3成型特点成型特点 ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑件上的脱模斜度以稍大， ABS以吸水，成型加工前应尽干燥处理；易产生融接痕，涉及模具时应尽量减 少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影 响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50 oC 60 oC,要求塑件光泽和耐热时，应控制在60 oC80oC。 2.32.3分型面的选择分型面的选择 因分型面受到塑件

26、在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺 性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种 因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为 合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1. 分型面应便于塑料件的脱模 2. 分型面的选择应有利于侧面分型和抽芯 3. 分型面的选择应保证塑料件的质量 4. 分型面的选择应有利于防止溢料 5. 分型面的选择应有利于排气 6. 分型面的选择应尽量使成型零件便于加工 7. 分型面选择必须考虑注射机的技术参数 综合上述，对于本次设计，分型面的选取有如下方案： 方案一：如图2.3所示，该方案选择的截面最大

27、，也不存在侧凹和沟槽，符 合分型面选择原理。 如图 2.3 方案二：如图2.4所示，该方案选择的截面大小一般，存在的不足就是有侧 凹，选择该面为分型面不利于侧抽型。 如图 2.4 方案三：如图2.5所示，该方案选择的截面截面太小，又有沟槽存在，更不 适用与侧抽型。 如图 2.5 综上所述，并考虑到分型面选择原理，应尽量选在截面最大处出及不存在 侧凹和沟槽的地方我已选定方案一为最佳方案。 2.42.4型腔个数及型腔排布的确定型腔个数及型腔排布的确定 因选用侧浇口，为保证浇注系统平衡性，使模板各处受压相等，选择中心 对称式排列，选择一模两腔5。型腔排布如图2.6所示。 图2.6 型腔排布 2.52

28、.5浇口的选择浇口的选择 因塑件属于内部零件，表面粗糙度无过高要求。且结构相对复杂，所以选 择比较常见的侧浇口，这样可以更好的防止模具受力不均匀，也便于塑件填充 均匀，而且侧浇口设计简单，后期也便于加工。 为了保证冲模时，塑料到达零件各个位置的时间基本相同。所以浇口位置 选择放在零件相对中间的位置。浇口位置如图2.7所示。 图2.7 浇口位置 3 初步选取成型机械的规格初步选取成型机械的规格 根据草图可以看出，最大注射量和所需锁模力来初步选取成型机械。 3.13.1计算制件的体积和质量计算制件的体积和质量 通过Pro/E造型，直接得出该零件的体积为7462.273查手册知道ABS的密 度为1.

29、10g/3，采用一模两腔的模具结构。 塑件体积V塑 =7.5 cm3 塑件的质量M塑=V塑=8.25g 浇注系统体积V浇=20%.V塑=1.5 cm3 浇注系统质量M浇=V浇 =1.65g 故V总=2V塑+V浇= 16.5cm3 M总=2M塑+M浇=18.15g 即总质量为18.15g 3.23.2最大注射量最大注射量 M=nM塑+M浇 (3.1) M成型所需注射量 n型腔个数 M塑单个塑件质量 M浇浇注系统的质量 根据草图M浇1.65g M=28.25+1.65=18.15g M80%G G注射机允许最大的注射量 G1.25M约合22.7g合21cm3 综上，初步选取XS-Z-60型注射成型

30、机 参数：公称注射量 60cm3 螺杆直径 38mm 注射压力 1220kg/cm2 注射行程 170mm 注射方式 柱塞式 合模力 50t 最大成型面积 130cm2 模板最大行程 180mm 模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm 模板尺寸330440mm 拉杆空间 190300mm 合模方式 液压机械 油泵流量 70L/min 油泵压力 65kg/cm2 电动机功率 11kW 加热功率 2.7kw 机器外形尺寸 3.610.851.55m 机器重量 2t 4 浇注系统设计浇注系统设计 4.14.1浇注系统的设计浇注系统的设计 定义：指由注射机喷嘴中喷出的塑料进入型腔的流动通道，

31、使塑料熔体平 稳有序的填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部分， 以获得组织紧密的塑件。 分类：普通浇注系统：冷流道 （本模具采用） 无流道凝料浇注系统：热流道、绝热流道 图4.1 浇注系统 普通浇注系统设计原则： 1. 了解塑料的成型性能和塑料的流动性。 2. 要保证塑件的质量，避免常见的充填问题。 3. 尽量减少停滞现象；尽量避免熔接痕；尽量避免过度保压和保压不足；尽 量减少流向杂乱。 4. 尽量减少及缩短浇注系统的断面和长度。 5. 尽可能做到同步填充。 6. 便于修整浇口以保证制件外观。 本设计的浇注系统如图4.1所示 4.1.14.1.1主浇口套的设计主浇口套的设计

32、 作用：连接注射机和模具的桥梁，是熔料最先进入型腔经过的部位。如图 4.2所示： 图4.2 主浇口套 主流道部分尺寸单位（） 表4.1 流道参数 符号名称尺寸 d主流道小端直径注射机喷嘴直径（0.51） SR主流道球面半径喷嘴球面半径（0.51） h球面配合高度35 主流道锥角23 L主流道长度一般100 D主流道大端直径d（0.51） XS-Z- 60型注射成型机喷嘴前端孔径d0=4mm，喷嘴前端球面半径R0=18mm； 所以 主浇道进口直径： d1=d0+(0.51)=4.55mm，取4.5mm； 取主浇道倾斜角=2 ； 主浇道长度L=78mm； 所以 主浇道最大直径D=7mm； 球面配合

33、高度h=4.5mm； 浇口套的尺寸如图4.3： 图4.3 浇口套零件图 4.1.24.1.2定位圈的选用定位圈的选用 主要是使注射机与模具主流道准确对正、定位。根据初选的XS-Z- 30型注射成型机唧嘴D=100mm，本设计的定位环基本尺寸如下图4.4所示。 图4.4 定位圈的基本尺寸 4.24.2浇口设计浇口设计 选用侧浇口如图4.5所示。 侧浇口又称普通浇口，或大水口，熔体从侧面进入模具型腔，是浇口中最简单 又最常用的浇口。测浇口适用于众多注塑制品及众多塑料（如硬质PVC、PE、 PP、PC、PS、PA、POM、AS、ABS、PMMA等）的成型，尤其对一模多腔的 模具，更为方便。需引起重视

34、的是，测浇口深度尺寸的微小变化可使塑料熔体 的流量发生较大改变。所以，测浇口的尺寸精度，对成型制品的质量及生产效 率有很大影响。 1. 优点： 1) 浇口与成形品分离容易； 2) 测浇口的分流道较短； 3) 加工容易，修正容易。 2. 缺点： 1) 位置受到一定的限制，浇口到型腔局部距离有时较长，压力损失较大； 图3.2 图4.5 侧浇口 2) 流动性不佳的塑料（如PC）容易造成充填不足或半途固化； 3) 平板状或面积大的成型品，由于浇口狭小易造成气泡或留痕的不良现象； 4) 去除浇口麻烦，且易留下明显痕迹。 3. 设计参数 浇口宽度X=2mm； 浇口高度Y=0,69mm； 浇口长度L=2.7

35、6mm。 4.34.3分流道设计分流道设计 分流道是指主流道与模具型腔浇口之间的一段流道，用于一模多腔和一腔 多浇口的情况，将从主流道流来的熔体分配到各个型腔或同一型腔的各处，起 着对熔体的分流和转向作用。单型腔模具采用单浇口时，常常没有分流道，这 浇口称之为直接浇口。 分流道截面形状:圆的效率是0.25D； 正方形的是0.25D； U形的是0.153D； 梯形的是0.195D。 其中D为分流道最大直径。 由上述分析可知，截面为圆形和正方形的分流道效率最大，应用效果应是 最好。但圆形和正方形分流道工艺性都较差。圆形分流道要求开设在分型面两 侧，对称分布加工难度大。正方形分流道脱出分流道凝料的阻

36、力大，若取斜度 ，实际上就变为梯形分流道。从实用观点看，梯形分流道和U形分流道是最佳 选择。 综上所述，本设计分流道设计成梯形。分流道截面尺寸设计7。 长度依靠模具型腔的总体布置方案和浇口位置设计，不过从减少输送熔体 时压力损失和热量损失的要求出发，应力求缩短长度。 图4.6 分流道 5 顶出机构设计顶出机构设计 5.15.1顶出机构的选择顶出机构的选择 因塑件无特殊要求，所以采用机构。因为这种脱模方式生产效率高，结构 简单，制造容易，维修方便。 5.25.2顶杆分布顶杆分布 分析塑件可以看出，顶杆位置应放置在抱紧力较大的地方。顶杆分布如图5 .1所示。 图5.1 顶杆分布 5.35.3顶杆尺

37、寸外形顶杆尺寸外形 顶杆尺寸外形，如图5.2所示。为了防止漏料，顶杆顶端配合长度为顶杆直 径的23倍。材料为T10A，表面粗糙度0.8m，头部热处理后达到50HRC。 图5.2 顶杆外形 5.45.4排气系统设计排气系统设计 当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有的气体，蒸汽不能顺利地排出， 将在制品上形成气孔、接缝、表面轮廓不能完全充分满型腔，同时还会因气体 被压缩而产生焦痕，而且型腔内汽体被压缩产生的反气压会降低充模速度，影 响注塑周期和产品质量。 排气机构的设置，一般有如下几种方法： a、利用分型面排气： 在型腔周围设置排气槽，采用这种方法排气时，易在模具上的排气处残留 树脂分解的物质，特

38、别在浇口对侧的部位，必须及时将其清除，否则久而久之 腐蚀模具的型腔表面。 b、利用推杆排气： 在推杆上设置排气槽，由于推杆是运动零件可达到自清效果，清理效果较 好。 c、利用镶件排气： 对于制品的筋、槽部位经常采用此法。 d、利用烧结合金排气： 采用烧结合排气时，由于烧结合金的热传导率低，不能使其过热，否则易 产生分解物而堵塞气孔。 由以上几种方法做以比较，我们的塑件相对来说比较小，而且不属于深型腔类 零件，因此本方案设计在分型面与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.0 4。排气示意如下图5.3： 图5.3 排气示意 5.5.5 5拉料杆设计拉料杆设计 作用：起到模具开模时，将凝料从定模部

39、分脱出和将塑件留在动模的作用 基本尺寸及结构如图5.3所示。 图5.4 拉料杆外形 材料：T10A 热处理：HRC5055 配合：拉杆与推件板H7/f7，拉杆固定部分H7/m6 表面粗糙度：Ra=0.8 6 抽芯机构设计抽芯机构设计 侧向分型与抽芯机构用来成形制品侧壁的内外侧孔和凹槽，该类机构活动 零件多，动作复杂，为保证该机构能可靠，灵活和高效地工作，它们应具有以 下基本功能： 在保证不引起塑件变形的情况下准确的抽芯和分型； 运动灵活，动作可靠； 具有必要的强度和刚度； 配合间隙和拼缝线不溢料； 这样既保证塑件必要的尺寸精度，又可以保证模具具有较长的工作寿命。 此外，侧向分型和抽芯机构结构比

40、较复杂，设计时应充分考虑制造和装配的难 易程度。 6.1侧向分型与抽芯机构的分类侧向分型与抽芯机构的分类 侧向分型与抽芯机构类型很多，由于机动侧抽芯最为常用，主要介绍机动 侧抽芯： 6.1.1机动侧抽芯机动侧抽芯 借助注塑机的开模力或顶出力进行模具的侧向分型与抽芯，该机构经济性 好，实用性强，效率高，动作可靠，故应用最广泛。 6.1.2机动抽芯按结构形式机动抽芯按结构形式 斜导柱分型抽芯分型抽芯；弹簧分型抽芯；斜滑块分型抽芯；弯销分型抽 芯；齿轮齿条分型抽芯；其他形式抽芯机构。 其中尤以斜导柱分型抽芯机构最为常用。 6.26.2抽芯距的确定抽芯距的确定 抽芯距的计算公式如下： 32 1 SS

41、式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm； R最外尺寸，mm； r滑块内径，mm。 S=3+2.88=5.88mm 6.3斜导柱分型抽芯机构的设计斜导柱分型抽芯机构的设计 斜导柱分型抽芯是应用最广的分型抽芯机构，它借助开模力完成侧向抽芯 ，结构简单，制造方便，动作可靠。其结构如图所示，瓣合模滑块装在T型导滑 槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安 装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动 ，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。 图6.1中的限位挡钉和弹簧的作用是完成抽拔动作后对滑块起定位作用，使 它停留在与斜导柱

42、脱离时的位置上，以便合模时斜导柱能准确进入斜孔驱动其 复位，楔紧块的作用是在闭模时压紧滑块，以免注塑时滑块受到塑料压力移位 。 图6.1 抽芯结构 斜导柱 斜导柱的斜角一般为1520，最大不得超过25，本设计采用15，斜导柱的尺 寸如图所示，材料采用优质钢材T10A，淬火硬度HRC6265。 斜导柱的长度计算: 当滑块抽出的方向与开模方向垂直斜导柱的长度计算公式如下： 1510 sincos2 Sh tg dD L 式中 L斜导柱的总长度，mm； D大端的直径，mm； S抽拔距，mm； d导滑段的直径，mm； h固定模板厚度，mm； 斜导柱的倾斜度15； L=56mm . 图图6.2 斜导柱

43、6.46.4滑块与导滑槽的设计滑块与导滑槽的设计 滑块在斜销分型抽芯机构中是运动零件，在工作时是由斜销将它驱动并沿 着导滑槽运动，实现对侧型芯等的抽出和复位。滑块与侧型芯在本设计中做成 整天式，导滑槽采用T字形的，滑块与导滑槽的固定形式如图6.3所示。 图6.3 滑块的导滑形式 7 型腔和型芯工作尺寸计型腔和型芯工作尺寸计算算 该成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差 和平均磨损量来进行计算。 查表（塑料模设计及制造 附录C）得ABS的收缩率为S0.40.7，故平均收缩率S（0.40.7）/2 cp 0.55，模具制造公差取z/3。 7.17.1凹模的径向尺寸计算凹模的

44、径向尺寸计算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模 的磨损会使包容尺寸逐渐的增大。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地 以及装配的需要，在设计模具时，尺寸公差取IT9。具体计算公式如下： 凹模的径向尺寸计算公式： L（1k）（3/4） （7.1）L 塑 式中：L塑件外形公称尺寸； 塑 K塑料的平均收缩率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6。 凹模径向尺寸： L1=27mm =0.052 L（1k）（3/4）L 塑 27（10.0055）3/40.052 0.052/3 0 27.1095 0.052/3 0 L2=35.7mm

45、=0.062 L（1k）（3/4）L 塑 35.7（10.0055）3/40.062 0.062/3 0 35.8499 0.062/3 0 L3=38.9mm =0.062 L（1k）（3/4）L 塑 38.9（10.0055）3/40.062 0.062/3 0 39.0675 0.062/3 0 L4=55.1mm =0.074 L（1k）（3/4）L 塑 55.1（10.0055）3/40.074 0.074/3 0 55.3476 0.074/3 0 L4=71.5mm =0.074 L（1k）（3/4）L 塑 71.5（10.0055）3/40.074 0.074/3 0 71.8

46、378 0.074/3 0 7.27.2凹模的深度尺寸计算公式：凹模的深度尺寸计算公式： HH（1k）(2/3) (7.2) 塑 式中：H塑件高度方向的公称尺寸。 塑 凹模深度尺寸计算： L1=23.4mm =0.052 HH（1k）(2/3) 塑 23.4(10.0055)2/30.052 0.052/3 0 23.4940 0.052/3 0 L2=26.4mm =0.052 HH（1k）（2/3） 塑 26.4（10.0055）2/30.052 0.052/3 0 26.5105 0.052/3 0 L3=29.4mm =0.052 HH（1k）(2/3) 塑 29.4(10.0055)

47、2/30.052 0.052/3 0 29.5270 0.052/3 0 L4=32.4mm =0.062 HH（1k）(2/3) 塑 32.4(10.0055)2/30.062 0.062/3 0 32.5369 0.062/3 0 L5=35.8mm =0.062 HH（1k）（2/3） 塑 35.8（10.0055）2/30.062 0.062/3 0 35.9556 0.062/3 0 图7.1 凹模 7.37.3凸模型芯尺寸的计算：凸模型芯尺寸的计算： 凸模的尺寸计算公式： dd（1k）(3/4) (7.3) 塑 L1=13.62 =0.043 dd（1k）(3/4) 塑 13.62

48、(10.0055)3/40.043 0 0.043/3 13.7 0 0.043/3 L2=16 =0.043 dd（1k）(3/4) 塑 16(10.0055)3/40.043 0 0.043/3 16.12 0 0.043/3 L 3=17.2 =0.043 dd（1k）(3/4) 塑 17.2(10.0055)3/40.043 0 0.043/3 17.3 0 0.043/3 L4=20 =0.052 dd（1k）(3/4) 塑 20(10.0055)3/40.052 0 0.052/3 20.1 0 0.052/3 L5=27 =0.052 dd（1k）(3/4) 塑 27(10.00

49、55)3/40.052 0 0.052/3 27.2 0 0.052/3 L6=38 =0.062 dd（1k）(3/4) 塑 38(10.0055)3/40.062 0 0.062/3 38.3 0 0.062/3 L7=42.1 =0.062 dd（1k）(3/4) 塑 42.1(10.0055)3/40.062 0 0.062/3 42.4 0 0.062/3 7.4高度计算高度计算 dd（1k）(2/3) (7.4) 塑 L1=18.7 =0.052 dd（1k）(2/3) 塑 18.7(10.0055)2/30.052 0 0.052/3 18.80 0 0.052/3 L2=22.

50、1 =0.052 dd（1k）(2/3) 塑 22.1(10.0055)2/30.052 0 0.052/3 22.26 0 0.052/3 L3=25 =0.052 dd（1k）(2/3) 塑 25(10.0055)2/30.052 0 0.052/3 25.17 0 0.052/3 L4=26 =0.052 dd（1k）(2/3) 塑 26(10.0055)2/30.052 0 0.052/3 26.18 0 0.052/3 图7.2 凸模 8 模具型腔侧壁和底板厚度的计算模具型腔侧壁和底板厚度的计算 塑料膜型腔在模塑成型过程中受到熔体的强大压力作用，可能因强度不足 而产生塑性变形甚至破坏

51、；还可能因刚度不足而产生过大变形，导致溢料形成 飞边降低塑料制品精度和影响塑料制品脱模。本设计凹模材料选用P20，许用应 力为160Mpa。 8.18.1按强度计算按强度计算 根据凹模侧壁厚度的经验值数据计算如下1： 型腔压力P模为24.5MPa49 MPa，即根据公式： S=0.2L17=84.750.217=33.95mm； （8.1） S：表示凹模侧壁厚度； L：表示镶块的长度； S33.95mm，本设计侧壁为37.6符合要求。 校核计算H1=26，L1=84.8，即H1/L1=26/84.8=0.310.41； max=3PH12(1Wa)/t2=324.5262(1+0.108)/3

52、7.62=38.9Mpa160Mpa； 符合材料许用应力要求。 8.8.2 2按刚度计算按刚度计算 根据公式H=（0.130.15）b得： （8.2） 凹模底板厚度H=（0.130.15）b=71.5（0.130.15）=9.29510.725； b：表示底板受压宽度mm； 本设计凹模底板厚度为26mm，符合要求。 校核计算L2=38.9mm， =L2/L1=38.9/84.8=0.46； max=PL22/2H2(1)=24.538.92/2102(10.46)=126.96Mpa160Mpa ； 符合材料的许用应力。 9 冷却系统的计算冷却系统的计算 9.19.1冷却系统设计冷却系统设计

53、塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期 和塑件质量。所以，冷却系统的设计很重要。 本设计冷却回路的选择：采用直流式，即在型芯和型腔附近钻冷却水孔， 这是常用的方法，其结构简单、制造方便，适合成型面积较大的塑件。冷却回 路如图9.1所示： 图9.1 冷却系统 9.29.2冷却水的体积流量冷却水的体积流量 设定模具平均工作温度为60C，用常温20C的水作为模具冷却介质，其出 口温度为25C，产量为（初算每1min1套）1.2kg/h。 注射时间 查表得，当塑件的壁厚为1.5mm时，得ts 冷 10 设注射时间：t=5s，则脱模时间t=10s 注脱 则注射周期T= t tt

54、=25s 冷注脱 故得，每小时注射次数为：n=360025=144次 单位时间内注入模具中的塑料熔体的质量： W=（Mm）n=（8.251.65）144=1426g=1.426kg 式中M塑件的质量 m浇注系统的塑胶质量 n每小时注射次数 根据入口时水温为20C，出水口温度为25C带入下式。根据体积流量的公 式得： q =WQ /60c（1-2） (9.1） v1 =1.4262.510 (6010474.187)（25-20） 4 =2.710m /min 23 q ：冷却水体积流量，m3/min v G：单位时间注射入模具内的树脂质量，kg/h Q ：单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/

55、kg 1 C：冷却水的比热容，J/(kg.k) ：冷却水的密度，kg/m3 1：冷却水出口处温度，C 2：冷却水入口处温度，C 9.39.3冷却水表面的热传系数冷却水表面的热传系数 由体积流量q 查设计手册可知所需的冷却水管直径为6mm。 v 水流速v=0.16 m/s 2 v d q4 2 2 4 2.7 10 3.14 0.0660 式中d水管直径，mm q 冷却水体积流量 v 冷却水表面热传系数 h=4.178 （9.2） 2 . 0 8 . 0 )( d vf = 3 0.8 0.2 9.6 (0.16 0.996 10 ) 0.06 =973KJ/(.h.) 式中在该温度下冷却水的密

56、度 V冷却水的流速 f与冷却水有关的物理系数，查表得f=9.6 9.49.4冷却水道总面积热冷却水道总面积热 冷却水道总面积热 A= （9.3） h WQ160 4 60 2.96 102.560 973 37.5 =1.028 A冷却回路总面积， W单位时间内注入模具中树脂的质量，kg/h h冷却水表面的热传系数 =60-（25+20）/2=37.5 9.59.5冷却水管总长度冷却水管总长度 L= （9.4） D A 1.028 3.14 0.06 =0.55m 式中，L冷却回路总长度，m A冷却水道总面积， D冷却水管直径，m 10 模具总体设计模具总体设计 10.110.1模架的选择模架

57、的选择 模架选择如图10.1所示。 10.210.2模具总体设计二维和三维图模具总体设计二维和三维图 模具总体装配二维图如图10.2所示。 图10.1 模架 图10.2 模具总体装配二维图 模具总体装配三维图如图10.3所示。 图10.3 三维装配图 10.310.3工作原理工作原理 开模时，首先把主浇道拉下来，由于设计采用侧浇口，所以把塑件和浇注 系统都留在了动模上，模具从分型面处打开。斜导柱促使斜滑块向外移动进行 侧向抽芯，使注塑机的顶杆顶住顶板底座，带动顶杆顶出塑件和凝料，从而塑 件、浇注系统和拉料杆一块被顶出，就此完成了整个开模过程。 合模时，最先复位杆顶住定模，从而连续把顶杆顶板全部

58、都复位，动定模 碰到一起又开始下一次分模。 11 模具的校核模具的校核 为了保证模具能够正确安装，必须对模具进行校核。 11.1注塑工艺参数的校核注塑工艺参数的校核 11.1.1最大注塑量的校核最大注塑量的校核 注射量是指 螺杆（柱塞）一次注射塑料熔体的最大质量（g）或注射的最大容积（cm3）。 注射量是表征注射机生产能力的一个技术参数。注射量不足时，必然导致型腔 难以充满、塑件残缺；注射量过大，又易造成溢料飞边。选用注射机时，一般 塑件的注射量不超过注塑机最大注射量的804， 即 (11.1) max 0.8 ij MnMMM 式中 M次注射所需塑料的总质量； N 模腔个数 Mi单个塑件质量

59、 Mj浇注系统质量 Mmax注射机的最大注射量 本设计中 M=28.25+1.6548 11.1.2注射压力的校核注射压力的校核 ABS注射压力为300kg/cm2； XS-Z-60型注射成型机注射压力为1220kg/cm2122MPa； 满足要求。 11.11.2 2模具安装尺寸的校核模具安装尺寸的校核 11.2.1喷嘴尺寸的校核喷嘴尺寸的校核 XS-Z-60型注射成型机喷嘴前端孔径d0=4mm， 喷嘴前端球面半径R0=18mm。 主浇道进口直径d1=4.5mm，浇口套凹槽半径R1=19mm 满足，d1=d0+(0.51)，R1=R0+(12)。 11.2.2模具闭合高度校核模具闭合高度校核

60、 模具闭合厚度 HM=194mm； XS-Z-60型注射成型机H最小=70mm，H最大=200mm； 满足H最小HMH最大。 11.2.3模具外形尺寸校核模具外形尺寸校核 模具闭合高度长宽尺寸要与注射机模板尺寸拉杆间距相适合： 模具长宽 拉杆面积； XS-Z-60注塑机的拉杆间距190mm300mm； 模具尺寸274240mm330mm440mm； 所以，安装正常。 11.311.3开模行程的校核开模行程的校核 塑件高度H1=34mm 凝料高度H2=57mm XS-Z-60型注射成型机最大开模行程S=180mm 满足SH1+ H2+(1020) 因模具存在侧抽芯机构,所以完成侧抽芯所需开模行程