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手机充电器
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湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）摘 要注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，而且可以一次成型形状复杂的精密塑件。本毕业设计将支撑座模具作为设计对象，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。通过对万能充电器成型工艺的正确分析，设计了一副一模两腔的塑料模具，设计内容包括塑件分析、模架的设计、注射剂选型、浇注系统的设计、模具成型零件的设计和计算、导向机构的设计、脱模机构的计算、冷却系统的设计、排气槽的设计，并对关键的成型零部件进行了强度和刚度校核。本设计有如下特点：1.模具结构设计的特点本设计采用一模两腔的塑料模具，成型零件加工方便；分型面采用单分型面，结构简单；分型面不影响塑件外观，开模时，塑件留在动模一侧；塑件推出时，推杆痕迹不露于外观面。2.浇注系统设计的特点分流道采用对称式分布，从主流道到各个型腔的分流道，其长度、横截面尺寸及其形状都完全相同，可保证各个型腔同时均衡进料，同时充满。分流道截面采用半圆形结构，加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失大，便于脱模。采用薄片侧浇口，适用于本设计的薄壁零件，可以使熔体平稳均匀的注入型腔，可以有效降低成品塑件内应力，减少因取向而产生的翘曲变形。3.排气、冷却系统设计特点利用分型面或推杆之间的配合间隙自然排气，不须另设排气通道，减少零件的制造成本。冷却系统采用直通式水道，加工方便、易于密封。关键词：注射成型；模具设计。AbstractInjection molding is a kind of important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic plastic molding, and can be a complicated shape of precision plastic forming parts. This graduation design will design the mould as design object, the injection mold of the related knowledge as the basis, elaborated the design of plastic injection mould process. Through analyzing the universal charger molding process correctly, to design a pair of one module and two cavities of plastic mould, design content including analysis and the design of the die set, selection of injection, the design of gating system, molding parts design and calculation, the design of steering mechanism, calculation of demoulding mechanism, the design of the cooling system design, exhaust slot, and the key of forming parts strength and rigidity. This design has the following features: 1. The characteristics of the mould structure design This design USES one module and two cavities of plastic mold, molding parts processing and convenient; Using single parting surface, parting surface structure is simple; Parts surface, the parting surface does not affect the mould, plastic parts in dynamic model on one side; Plastics was introduced, push rod traces not in surface appearance.2. The characteristics of gating system design Distributary channel USES symmetric distribution, from the mainstream way to each cavity distributary channel, its length and cross section has the same size and shape, can ensure each cavity balanced feed at the same time, at the same time. Distributary channel cross section structure of semicircle, good processing technology, and the plastic melt in the heat loss is big, easy mold release. The thin side gate, applicable to the design of thin wall parts, can make smooth uniform melt injection mold, can effectively reduce the internal stress of the finished plastic parts, reduce the buckling deformation due to orientation. 3. The exhaust, cooling system design characteristics Using the fitting clearance between parting surface or putting natural exhaust, need not of setting up the exhaust channel, reduce the manufacturing cost of spare parts. Cooling system adopting straight-through waterway, processing is convenient, easy to seal. Key words: injection molding; Mold design.目录第一章 绪 论11.1.注塑模具成型的地位11.2.我国注塑模具工业的发展现状1第二章 塑件分析22.1.零件分析22.1.1.塑件尺寸分析22.1.2.脱模斜度22.1.3.零件图22.2.塑件材料分析及其应用32.3成型工艺分析62.3.1确定型腔数62.3.2.分型面的选择62.3.3.分型面宽度的确定6第三章 模架设计73.1.标准模架选用依据73.2.模架的装配要求8第四章 注射机的选择94.1.锁模力计算94.2.校核94.2.1.注射工艺94.2.2.注射量校核94.2.3.其他参数校核9第五章 浇注系统115.1.主流道与浇口套的设计115.2.分流道的设计115.3.浇口的设计125.4.冷料穴的设计13第六章 模具的成型零件146.1.凹模的设计146.2.凸模的设计156.3.成型零件尺寸计算15第七章 导向机构167.1.合模导向机构167.1.1.导柱167.1.2.导套177.1.3.导柱和导套的配合及固定方式17第八章 脱模机构198.1.脱模力的计算198.2.推杆的尺寸选择198.3.推出机构分布图208.4.推杆的装配要求21第九章 冷却系统229.1.冷却系统的计算229.2.冷却系统分布23第十章 排气和引气系统2410.1排气系统2410.2引气系统24第十一章 结论25参 考 文 献26致谢27附件I28附 件II29iv湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）- 1 -湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计第一章 绪 论1.1.注塑模具成型的地位注塑模具成型工艺是现代制造业中的最基本的一种工艺，其主要工作原理是通过模具型腔控制和限制聚合物材料的流动，使聚合物材料形成所需要的形状。用注塑模具模具生产出零件，因其生产效率高、生产成本低、产品质量好、材料消耗低而广泛地应用于制造业的各大领域中。注塑模具制品在市场的需求量是非常大的，例如通信行业的模具市场。小型电子产品要求质量轻、美观、防蚀、耐用、绝缘，注塑制品成为了最理想的选择，所以电子行业也成为了注塑模具最大的市场之一，在电子行业，每一件最终成品都需要一个绝缘外壳，或ABS、或PS、PE，也可以是PP、PMMA、甚至SBR，但他们都有一个共同的特点就是使用模具注塑成型获得，每一个不同的零件都需要只要一副成型模具，仅此一点就足以说明模具行业的重要性。在如汽车制造业，家电制造业，建筑等行业，巨大的塑件需求也是推动注塑模具工业不断发展的动力。1.2.我国注塑模具工业的发展现状目前世界模具市场供不应求，现今日本、美国、法国、瑞士和中国台湾等国家和地区成为了世界上最主要的模具生产商。模具在中国市场的需求巨大，也有了相应对的模具标准，但模具出口数量极少，许多模具都需要依靠进口。上世纪80年代开始，美国、瑞士等发达工业国家的注塑模具工业已完全从机床工业中分离出来，并逐步发展成为一个独立的工业部门。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的速度快速增长。在发展发展模具工业的道路上，其中的重要动力是来源于技术进步。与此同时，许多科研机构和高校也开展了模具技术的研究与开发。我国成为世界超级制造大国的重要原因之一就是模具行业的快速发展。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将包括注塑模具在内的模具产业纳入“策略性工业适用范围”，这使得注塑模具工业的发展更加畅通无阻。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，注塑模具也逐渐与冲压模具行业分离，称为单独的一项产业，并成为台湾地区的工业支柱产业之一。自1985年起，随着计算机辅助设计的诞生和成熟，台湾地区模具工业经历了又一次革新和发展。第二章 塑件分析2.1.零件分析2.1.1.塑件尺寸分析（1）该零件用于万能充电器的绝缘外壳；（2）中央有一个沉孔用于安装螺钉与上盖固定；（3）该零件有一个异型孔用于安装活动插座；（4）异型孔两侧各有一排散热孔；（5）该零件为薄壁类零件，壁厚2mm；（6）表面磨砂处理；（5）据文献GB/T 14486-1993规定的模具塑件公差等级，所有表面没有要求，公差等级MT5（0.64）。2.1.2.脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩时会紧紧包裹在凸模上或由于粘附作用而紧贴在型腔内。为了便于脱模，应设置脱模斜度。据文献1表2-10可知，ABS材料的塑件的凹模脱模斜度35130，凸模脱模斜度3040。由于塑件外表面本身有斜度（4），以上计算数值进用于零件内异型孔内壁、筋板等结构。2.1.3.零件图成品零件图如图2.1所示。图2.1 塑件立体图零件图如图2.2所示，详见附录。图2.2 零件图2.2.塑件材料分析及其应用ABS树脂是五大合成树脂之一，其具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定性高、良好的表面光泽度等特点，容易涂装、着色等特性，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于工业领域的机械、汽车制造业、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途非常广泛的热塑性工程塑料。塑料ABS树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。经过实际使用发现：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。一种磺酸盐类阴离子表面活性剂。大多数平常使用洗衣粉的主要成分。ABS 100份，PC 2040份，PVC 3040份，P(-MSt)(加工助剂，用于改善材料的流动性能，熔点100110)1020份，增强剂5份，适量稳定剂和其他助剂。化学名称丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料英文名称Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic英文简称ABS简称注释：另外有一种材料简称也是ABS，它是一种洗涤剂。化学名称烷基苯磺酸钠英文名称Alkyl Benzo sulfonate物料性能综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。成型性能流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件要长时间预热干燥80-90度,3小时；宜取高料温,高模温,但是料温太高易产生分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度；如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法；如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置；冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢；对塑件质量影响较大的就是料温，料温过低会造成缺料，表面粗糙且无光泽，银丝紊乱，料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡；模温对塑件质量也影响巨大，模温过低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗压，抗张强度低。模温超过120度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长；成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成型条件，成型后塑件宜退火处理；熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，对大于200克的塑件，应采用螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用开畅式延伸式喷嘴，注塑速度中高速。成型工艺塑料ABS也可以说是聚苯乙烯的改良性，相比HIPS来说，其具抗冲击强度高和机械强度更好，加工性能好，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工。ABS有较高的吸水性，必需进行干燥处理在加工前，干燥温度为7085，干燥时间为26h；ABS制品在加工中容易产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于7080的热风循环干燥箱内24h，再冷却至室温就行。挤出工艺挤出。塑料ABS常用于生产管材、板材、片材、及型材等制品，各种水管、气管、润滑油及燃料油的输送管就是使用的管材；地板、家具、池槽、过滤器、墙壁隔层及热成型或真空成型就是使用板材、片材。挤出机的螺杆长径比通常比较高，L/D为1822之间，压缩比为（2.53.0）：1，宜用渐变型带鱼雷头螺杆，料筒温度分别为：料斗部150160，料筒前部180190，模头温度185195，模具温度180200，其次吹塑成型温度可控制在140180之间。塑料ABS表面预处理为了涂料能在塑料表面的提高附着力和使塑料外形美观，涂装前必须对塑料表面进行预处理。（1 ）退火塑料ABS成型时容易形成内应力，涂装后应力集中处容易产生开裂。可运用退火处理或整面处理，以此来消除应力。退火处理就是把ABS塑料成型件加热到热变形温度以下，即60，保温2h。为了使设备投资更实惠，可采用整面处理来改善表面状况。（2） 除油ABS塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它易使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。对ABS塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油。2.3成型工艺分析2.3.1确定型腔数通过计算每个型腔和浇注系统体积，匹配合适的注射机注射量，确定型腔数。根据 得 k -注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；mp -注射机最大注射量(g)；m1 -浇注系统凝料量(g)；m -单个塑件体积或质量(g)；通过对塑件模型的计算以及查阅国家标准文件，得出：单个塑件体积：V=9.42 cm3；单个塑件质量：m=9.891 g；浇注系统体积约为V2=4.47 cm3；模腔及浇注系统总体积：V总=23.31cm3。2.3.2.分型面的选择选择分模面原则首先就是要满足分型面处于塑件最大轮廓处，则分型面选在外表面底部，根据选择最大选择分型面在零件底部凸缘根部，同时，这种方式还可以尽可能的保证外观面完整、美观。2.3.3.分型面宽度的确定在模具合模后，注射机的锁模力主要作用在分型面上，因此，分型面要有一定的宽度，既保证一定的承压面积，否则，会影响型芯、凹模以及侧向抽芯机构，甚至导致模具的变形和破坏。但是，为了防止注射时溢料而产生飞边，分型面配合的精度要求较高，如果分型面面积过大又会大大增加钳工的工作量，不符合装配制造的要求。该设计属于小型模具，故分型面宽度取10mm。则模具分型面总面积为23.125 cm2，符合注塑机参数。第三章 模架设计3.1.标准模架选用依据在设计注塑模具时，根据塑件图样及技术要求，并充分分析、计算后，可以确定塑件形状类型、尺寸范围（型腔投影面积的周界尺寸）、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面等性能要求以及材料性能，以制定塑件成型工艺，确定精料口位置、塑件重量以及每模塑件数（型腔数），并选定注射机的型号及规格。选定注射机时还须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量的同时节约资源，还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。（1）模架厚度H和注射机的闭合距离L对于不同型号和规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模架厚度与闭合距离的关系为：Lmax H Lmin式中H: 模架厚度Lmax : 注射机最大闭合距离Lmin : 注射机最小闭合距离（2）开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系：设计时需计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的间距，而模具推出塑件距离需小于顶出液压缸的额定顶出行程。（3）选用的模架在注塑机上的安装：模架外形尺寸不应受注塑机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注塑机推出杆孔的位置和顶出 行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注塑机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。图3.1 A2模架（4）选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求：为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是他们的强度和刚度进行准确的校核及计算，以确定动定模板及支撑板的长、宽、厚度尺寸，从而正确地选用模架的规格。本设计属于小型模架，但两侧各有一个侧型芯，且由于需要实现先抽芯后开模的开模顺序，故使用液压抽芯系统，为便于安放液压抽芯机构，本设计选择A2-160250标准模架。A2-250355模架参数：模板尺寸WL：250mm355mm导柱： 25mm定模板厚度： 30mm动模板厚度： 30mm垫块厚度： 80mm定、动模座板尺寸：300mm355mm定、动模座板厚度：25mm推板厚度： 20mm推杆固定板厚度：15mm推板固定螺钉： 4M12复位杆： 16mm定、动模座板螺钉：8M123.2.模架的装配要求据文献1表4-39可知，本设计周界400mm，定模座板上平面与动模座板下平面的平行度精度等级II，公差等级IT6；据文献1表4-40可知，本设计厚度400mm，模板导柱孔的垂直度精度等级II，公差等级IT6。模具所有活动部件应保持位置准确、动作可靠，不得不由歪斜和卡滞现象。要求固定的零件不得相对窜动，注塑件的嵌件或机外脱模的成型零件在模具上安放位置应定位精准、可靠，具有防止错位措施，流道转接处应光滑圆弧连接，镶拼处应密合。浇注系统表面粗糙度最大允许值为Ra0.8m。开模后定位精确、可靠。合模后分型面紧密贴合，成型不畏的固定镶件配合处应紧密贴合，如有局部间隙，其间隙应小于塑件的溢料间隙，一般在0.020.05mm之间。组装后的复位杆端面应平齐一致，允许凹入分型面不大于0.2mm，冷却系统应畅通，不应有阻塞和渗漏现象。在模具上装有吊环螺钉时，应符合GB/T825的规定，分型面上应尽可能避免有螺钉或销孔的穿孔，以免积存溢料。模架各零件的主要部位不允许有擦伤、划痕、敲印等缺陷。第四章 注射机的选择4.1.锁模力计算PP材料的锁模力经验常数PABS=25 MPaA=8759.52 mm2 胀型力F胀=KPPA10-3=218.98KN据文献1附录G可知，XS-ZY-40注射机额定合模力F合500KN。4.2.校核4.2.1.注射工艺由文献1表3-1可得，ABS的注射工艺：注射机类型：（通用型）螺杆式干燥处理：7085，34h料筒温度：150170（后部）165180（中部）180200（前部）螺杆转速：3060 r/min喷嘴结构：直通式喷嘴喷嘴温度：170180模具温度：6080注射压力：7090 MPa（35s）保压压力：5070MPa（1530s）降温固化时间：1530s成型周期：4070s4.2.2.注射量校核据文献1表4-8注射机公称注射量与注射时间的关系可知，注射量V总=17.94cm3 ，公称注射量V公=V总/0.8=23.31cm3，注射大约需要0.5s。据文献1附录G可查得XS-Z-40注塑机注射时间1.0s，大于0.5s，可以使用。4.2.3.其他参数校核据文献1附录G可查得XS-ZY-40注塑机公称参数：标称注射量：40 cm3 螺杆直径：35 mm注射压力：140 MPa注射行程：160 mm螺杆转速：10200 r/min注射时间：1.8 s注射方式：螺杆式合模力：500KN最大成型面积：130cm2模板最大行程：180 mm模板厚度：70200mm合模方式：液压机械电动机功率：5.5KW喷嘴：球半径12 mm，孔直径4 mm定位圈尺寸：63.5mm对比3.3.1所述注射工艺要求，XS-ZY-40注塑机基本符合设计要求。综上计算和文献1附录G以及国家标准文件规定，可采用XS-ZY-40注塑机对该塑件注塑成形。第五章 浇注系统图5.1 浇口套3241660520浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。对于不同的模具有不同的设计要求，一下是对本设计的浇注系统的设计和计算。5.1.主流道与浇口套的设计在前段工艺性分析中本设计选取了XS-ZY-40注塑机，对应的标准注射机喷嘴为球半径12 mm，孔直径4 mm。本设计属于小型模具，注射量较少，可以通过缩短主流道以减少废料，取L=60mm。由文献1附录D可查得相应的浇口套如图5.1所示。主流道体积流量：根据4.2.2的计算，注射时间为0.5s，取t=0.5s，则分流道流量： =3.5910-4mm3/s 剪切力：=2.6010-5-s，在最佳剪切力速率范围内。5.2.分流道的设计在本设计采用一模两腔结构，分流道直接连接主流到和浇口。其中每段分流道长度L=102mm，连接一个塑件，单个塑件质量m=9.75g，则：（1）分流道当量直径计算如下： =0.26543.123.17=2.625mm取3mm。（2）分流道体积流量： =4.6210-3mm3/s （3）剪切力：=5.5710-5-s，在最佳剪切力速率范围内。（4）效率：半圆形浇道截面，P=0.25D5.3.浇口的设计图5.2 浇口浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满后，浇口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。注射成型时许多缺陷都是由于浇口设计不合理而造成的。本设计采用侧浇口，为方便加工，采用矩形截面，据文献1表4-10可知，ABS材料的中小型塑件的矩形浇口尺寸：l=0.641.5mmb=(0.751.0)Bh=0.250.65mmc=0.345如图5.2所示。5.4.冷料穴的设计冷料穴可以贮存两次注射间隔产生的冷料及熔体流动前锋冷料，有效地防止熔体冷料进入型腔。冷料穴也称冷料井，一般设在主流道和分流道的末端。本设计采用钩形（Z形）拉料杆。拉料杆头部做成Z形，可以将主流道凝料钩住，开模时即可将该凝料从主流道中拉出。拉料杆的尾部固定在推杆固定版上，与推杆同步运动，故在塑件被推出时凝料也一起被推出。取塑件时朝着拉料钩的侧向稍许移动，即可将塑件连同浇注系统凝料一起取下。因此，这种拉料杆与模具中的推出机构同时使用。这种拉料杆除了起到拉住和推出主流道凝料的作用外，其顶部与主流道底部一段空间还兼有冷料穴的作用。主流道凝料被Z形拉料杆拉出后不能自动脱落，需由人工摘除，因此不宜用于全自动机构中。图5.3 冷料穴和拉料杆第六章 模具的成型零件成型零件一般指构成型腔的零件，本设计包括凹模、凸模和型芯。这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此对它们的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度值有较高的要求。同时，还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。6.1.凹模的设计本设计属于小件一模两腔模具，且形状比较复杂，定模凹模采用局部镶嵌式凹模。母头一侧的安装缺口均采用嵌件，安装到位后还应进行修配，使成型表面平整光滑。采用镶拼结构有如下好处：（1）简化凹模加工，可以将复杂的凹模内形的加工变成镶件的外形加工。很大程度的降低了凹模整体的加工难度，减少或省去高成本的特种加工；（2）镶嵌选用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小、硬度大，可用专用磨床研磨复杂的形状和曲面。凹模中使用镶件的局部凹模有较高精度、经久的耐磨性并可换置；（3）分解型腔，一些非关键零件可用碳钢等低成本材料代替，可节约优质塑料模具钢；（4）嵌块之间的间隙有利于排气系统和冷却系统通道的设计和加工。对于结构设计，镶嵌式凹模需注意几点：（1）凹模整体的强度和刚度因此被一定程度的削弱，设计模框板应有足够的强度和刚度；（2）镶件之间及其与模框之间尽量采用凹凸槽相互扣锁，目的是减小整体凹模在高压下的变形和镶件的位移。安装镶件时必须保证准确定位，并有可靠紧固；（3）镶拼接缝必须配合紧密。转角和曲面处不能设置拼缝。拼缝先方向应与脱模方向一致；（4）镶拼件的结构应有利于加工、装配和调换。设计师应保证各镶拼零件的基准一致，镶拼件的形状和尺寸精度应有利于凹模总体精度，并确保动模和定模的对中性，还应有避免误差积累的措施。6.2.凸模的设计本设计成品制件内表面比较复杂，采用组合式凸模结构。由于凸模有顶杆安装孔，所以应先加工顶杆安装孔，用于定位；凸模大部分表面可以通过铣削加工后在专用磨床上研磨成型；底部安装孔比较复杂，可将其加工成通孔，并在模仁底部加工台阶，用于将棒状型芯安放其中；母头一侧通线孔的成型表面为突出的台阶，且基准面为弧形面，比较难以加工，所以应采用电火花加工安装孔，单独加工台阶型芯块镶嵌在凸模主体上，最后对结合面进行修配，使表面光滑平整。6.3.成型零件尺寸计算塑料制品公差由模具的制造精度、模具的磨损量和塑件的成型收缩率构成。本设计中运用平均值法进行成型零件工作尺寸计算，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算。ABS塑料平均收缩率为；模具制造公差取；由文献1表4-15可得计算过程如下：凹模长度50.5： 凹模宽度38： 凹模深度30：凸模长度47：凸模长度29：凸模高度：16.5：第七章 导向机构7.1.合模导向机构在每套注塑模具中，都要设有导向机构，在模具工作时，导向机构可以保证动模与定模的正确合模，承受一定的侧向力，并在合模后保持型腔的正确形状。同时，导向机构还可以有效避免型芯在合模过程中损坏。本设计采用拟A2型标准模架，使用导柱和导套的配置形式，导柱安装在动模上。7.1.1.导柱本设计采用直通式导柱，配合导套使用，导柱上开有油槽，如图7.1所示。图7.1 导柱7.1.2.导套本设计采用I型带肩导套，固定在定模座板与定模之间，如图7.2所示。图7.2 导套7.1.3.导柱和导套的配合及固定方式由于本设计属小型模架且对精度不是特别高，所以采用普通配合方式，由于导柱与导套之间要经常相对滑动，所以采用H7/f7间隙配合，导柱、导套与模板之间的定位配合选择H7/k6过渡配合，如图7.3所示。图7.3 导柱配合第八章 脱模机构在注射成型的每一个生产周期中，都必须使塑件和浇注凝料从模具上整体或分块脱出，否则模具将无法进行下一次的注射，脱模机构也叫做推出机构、顶出机构。脱模机构一般包括推杆、推管、推板和斜推杆等多种形式。脱模机构的作用包括塑件凝料的脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等于模具松动分离，直到脱出，然后把其脱出物从模具内取出，自动化模具中常用多次开模、倒锥形冷料穴等结构将脱出和取出动作合并完成。8.1.脱模力的计算脱模力指为了克服塑件冷却时对型芯的收缩包紧力、大气压力、粘附力等而施加给塑件，使其顺利从模腔中脱出的力。本设计成品塑件10，属薄壁类零件，脱模力计算公式为：（9-1）式中，F是脱模力（N）；E是塑料弹性模量（MPa）；S是塑料成型的平均收缩率（%）；是塑料的泊松比，是脱模斜度（）；f是塑料与刚才之间的摩擦因数；A是型芯表面积（mm2）；K2是由f和决定的无因次数，。据文献1表4-24及前文所述可知，（9-1）式中，E=2900MPa；S=0.5%；f=0.45；=0.394；=40=0.4；利用软件计算A，=8759.52mm2；求得K2=1.005。带入（9-1）式中：=1472.52N8.2.推杆的尺寸选择直径过小（d2mm）的推杆磨损较快，需经常更换，故本设计采用相对较大的推杆直接加工，为使塑件尽可能美观完整，拟采用塑件底部6根推杆、流到下方3个推杆的设计。由欧拉公式算出推杆直径：=3.450mm可以选取6mm推杆。强度校核：强度符合要求。8.3.推出机构分布图在本设计中，每个塑件都使用3根推杆将塑件顶出，为便于加工推杆，所有推杆全部放置在塑件公头与母头间的平面上；考虑到不与冷却水道冲突，全部排布在同意平面的中央和两侧，冷却水道由顶杆孔间隔穿过。推出机构分布如图8.1所示。图8.1 推杆分布图8.4.推杆的装配要求（1）推杆采用常用的推杆固定板与推板夹紧推杆的固定形式；（2）推杆顶端面应和塑件成型表面在同一平面或高出0.050.10mm，且不应有轴向窜动；（3）推杆与推杆孔有一段配合长度为18mm（推杆直径的35倍）的H8/f8间隙配合，防止塑料熔体溢出，其余部分均使用扩孔；（4）推杆与推杆孔要求保证垂直度，并能保证推杆能顺畅地推出和返回。第九章 冷却系统在注射成型中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率。本文2.2所述ABS材料特性中指出，原料料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡，为控制注射料温，一般采用螺杆式注射剂进行保温；对模具温度较为敏感，当模温低时收缩率大、伸长率增加、抗冲击和强度较大，同时抗弯、抗压、抗张强度较低。当模温过高时，塑件冷却慢，较易变形粘模现象，使得脱模困难，延长成型周期。一般注射到模具内的塑料熔体的温度为200左，熔体固化成为塑件后从60左右的模具中脱模，温度的降低主要是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走，合理设计、校核冷却水通道对于模具成型产品的质量尤为重要。9.1.冷却系统的计算据文献1表4-29可知，ABS材料成型温度TS=200260；模具温度TM=4060；脱模温度TE=60100。温差150；设水温25，从模具中出水升温0.25，水的比热容4.187kJ/(kg)；=35.125；塑件体积：V=23.31cm3；塑件质量：m=24.48 g；塑件厚度1.5mm，由文献1表4-34可查得冷却时间8.0s，注射时间0.5s脱模时间8.0s，注射周期t=70s，每小时注射52次；单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：5224.48g=1272.73g/h1.27kg/h；由文献1表4-35可查得：ABS材料凝固时所放出的热量为：400kJ/kg；则冷却水体积：=4.0510-3 m3/min=2.39m/s其中：=4.015104kJ/(m2h) =3.37410-3m2=0.179m=179.0mm9.2.冷却系统分布图9.1 a凸模冷却水道分布图9.1 b动模板冷却水道由9.1计算结果可得，冷却管距模腔10mm，冷却管管径6mm。冷却管道不能与推杆位置冲突，所以采用如图9.1所示串联分布。第十章 排气和引气系统10.1排气系统在注射成型过程中，模具型腔和浇注系统的内部除了原有的空气外，还会有注射材料受热或凝固产生的低分子挥发气体和塑料中的水分在注射温度下汽化形成的水蒸气。这些气体如果不能顺利排出时，就很可能因充填时气体被压缩而产生局部高温，使塑件炭化烧焦，同时这些高温高压的气体也可能挤入塑料熔体内使塑件产生气泡、空洞或填充不足等缺陷。因此在注射成型中及时将这些气体排出到模具外是非常有必要的。通常利用模具分型面或配合间隙可以实现自然排气，本设计成品塑件为ABS材料，注射成型时可能挥发少量低分子气体，由于本设计侧型芯比较多，且位于距离浇口最远端，可以很好的利用模具成型零件间的配合间隙自然排气。10.2引气系统本设计的内表面形状比较复杂，塑件粘附型腔的情况比较严重，开模时应设置引气装置。本设计采用镶拼式侧隙引气，将凸模的底部通槽可以起到很好的引气效果；另外，底部两个底部安装孔采用镶拼型芯结构，可以起到引气的作用。第十一章 结论通过本次毕业设计，使我对大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和巩固，平时所学的比较零散的知识得到了系统化的运用。发现了自己在学科内的某些方面知识的欠缺。在模具设计中，我越往下做就越感觉到自己知识的浅薄，我发现模具设计需要考虑的问题总比我想到的要多。做完本次毕业设计，我强烈的希望自己尽快的走上工作岗位，因为我深深的感觉到实际经验的匮乏对模具设计有多么大的影响。因为对整个模具设计缺乏大局感和立体感，在整个设计中往往感到捉襟见肘，整个的设计还是在别人设计的框架下完成的，缺乏了一种思维的创新和跳跃。在本次设计中，我使用了UG、CAD等辅助软件，尤其是CAD，通过这次设计我对CAD的操作更加熟练了。在设计中，我翻阅了大量的书籍，公差、制图、力学、材料，在这次设计中都用到了。通过本次设计，对模具的设计和加工有了一个比较系统、全面的认识和了解，同时也遇到了很多问题。在学校老师和同学们的指导帮助下，毕业设计终于成功的完成了，从如何选材到确定大致模架结构，从零件图的绘制再到说明书的装订，包含了太多的汗水，也为这大学4年画上了一个完美的句号。在此 ，我要衷心的谢谢我的指导老师！老师经常询问我的进度，督促我尽快完成，并给我指出在设计中存在的一些问题。在此对给予帮助的老师们及同学们表示真挚的感谢。由于我设计水平有限，设计中肯定会有许多不足之处，敬请各位老师批评指正。参 考 文 献1叶久新，王群塑料成型工艺及模具设计M北京：机械工业出版社，20112大连理工大学工程图学教研室机械制图M北京：高等教育出版社，20073王细洋现代制造技术M北京：国防工业出版社，20104胡忠举机械制造技术基础M长沙：中南大学出版社，20115高卫国机械工程材料M长沙：中南大学出版社，20116高为国Cr12MoV钢冷冲裁模的失效分析及热处理工艺的改进J 模具工业，2009(9) ：55-627GB/T 14486工程塑料模塑塑料件尺寸公差S北京：中国标准出版社，1993致谢首先，我非常感谢老师在我大学的最后学习阶段毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，他们给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，他们放弃了自己的休息时间，他们的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向他们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！附件I附件1：塑件零件图WNCDQDG_000（A4）附件2：模具装配图WNCDQDG_001（A0）附件3：动模座板零件图WNCDQDG_002（A1）附件4：动模板零件图WNCDQDG_006（A1）附件5：定模板零件图WNCDQDG_007（A1）附件6：浇口套零件图WNCDQDG_010（A4）附件7：定模嵌件装配图WNCDQDG_012（A2）附件8：导套零件图WNCDQDG_023（A4）附件9：导柱零件图WNCDQDG_024（A4）附件10：小型芯1零件图WNCDQDG_000(A4)附件11：小型芯2零件图WNCDQDG_000(A4)附件II工件：推板CNC设备：立式铣床X50501#刀：8mm钻头2#刀：6mm倒角立铣刀（90）3#刀：6mm立铣刀1.钻孔8mm通孔N001G90G00X0.Y0.Z-35.建立绝对坐标N002T01G43D01换1#刀（8mm钻头），1#正刀补N003S600M03主轴600rpm，主轴启动N004G01Z-35钻X0.Y0.孔N005Z0.N006G00Z35.N007Y130.钻X0.Y130.孔N008G01Z-35.N009Z0.N010G00Z35.N011X280.钻X280.Y130.孔N012G01Z-35.N013Z0.N014G00Z35.N015Y0.钻X280.Y0.孔N016G01Z-35.N017Z0.N018G00Z35.N019X0.Y0.N020M05G40主轴停止，取消刀补2.顶面倒角N021T02G43D02换2#刀（6mm倒角立铣刀），2#正刀补N022S600M03主轴600rpm，主轴启动N023G00X-10.Y-10.Z-1
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