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022
计算器
模具设计
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022-计算器后盖的模具设计,022,计算器,模具设计
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本科毕业设计本科毕业设计(论文论文)题目题目:北燕牌北燕牌 CZ-118B 计算器后盖的模具设计算器后盖的模具设计计北燕牌北燕牌 CZ-118B 计算器后盖的模具设计计算器后盖的模具设计摘要摘要 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，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课以计算器后盖为设计模型，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要点和过程。 首先要从塑料生产工艺上对所要设计的产品进行工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的资料确定成型工艺方案，再在此基础上进入模具总装配图的结构设计。在此基础上对注塑模具的主要零部件进行设计与计算，设计过程包括模具各个成型零件尺寸的计算，重要工艺参数的选择，以及推出机构、抽芯机构、分型机构、浇注系统、冷却系统等的计算。通过不断的计算与修改，确定主要零件的尺寸，最后用 CAD 画出零件图和模具装配图。关键词关键词：计算器后盖；塑料模具；模具设计IThe Design of Injection Mold for The Handle of Drinkging MachineAbstractInjection molding is an important method for plastic forming, it is mainly applicable to thermoplastic plastic molding, molding can be a complex shape of precision plastic parts. This topic is drinking machine hand as a design model, the injection mold-related knowledge as the basis, the plastic injection mold design process.Based on the plastic drinking machine hand process analysis, a pair of a mold two cavity injection mold design. Determines the shape and size of the plastic parts to be molded parts mould, gating system, including launch mechanism design and machining process. Molding parts working directly with plastic contact under high temperature and high pressure, the melt at a certain temperature, the size precision and therefore must have reasonable structure, high strength and rigidity, good wear resistance, the correct geometry, high and low degree of rough surface.Design process including calculating the die size of the various parts forming, important process parameter selection, calculation and ejecting mechanism, core-pulling mechanism, parting mechanism, gating system, cooling system etc. Choose the material of main parts. Finally draw the part drawing and assembly drawing of die.In the production process, waste can be recycled, high material utilization rate and no toxic, corrosive gases. The mold material rationality for, will not cause environmental pollution.Key Words:the handle of drinking machine;injection molding;parts drawing; processing technologyII目录目录1 绪论绪论.11.1 研究意义.11.2 国内外研究现状及发展方向.11.3 设计主要内容.22 塑件分析塑件分析.32.1 塑件的材料分析.32.2 塑件的结构分析.32.3 塑件的体积与质量.52.4 塑件的表面质量与表面粗糙度.53 注射模具的结构设计注射模具的结构设计.63.1 分型面选择.63.2 型腔数目的确定.73.3 成型零件的结构设计.73.3.1 内模镶件外形尺寸的设计.83.4 模架的选择与校核：.93.5 浇注系统设计.113.5.1 主流道的设计.113.5.2 分流道的设计.123.5.3 浇口的设计.143.5.4 冷料穴的设计.153.6 抽芯机构的设计.153.6.1 抽芯机构的确定.153.6.1 斜推杆倾角的确定.163.7.2 推板导柱.193.8.1 推杆推出机构.213.9 脱模系统设计.223.9.1 脱模斜度的选择.223.9.2 脱模力的计算.234 模具冷却系统的设计模具冷却系统的设计.244.1 冷却系统的作用.244.2 冷却效率.24III4.3 确定冷却水道直径.254.4 冷却水道的排布：.255 模具总装配图模具总装配图.266 结论结论.28参考文献参考文献.29致谢致谢.30IV主要符号表主要符号表M机 max 注射机最大注射量（g/h 或 cm/h）K 塑料注射成型机最大注射量的利用系数mi 一个塑件的质量(g)m浇 模具浇注系统中凝料的质量(g)F0 注射机的公称锁模力(N)P 单位投影面积所需的锁模力(MPa)A浇 浇注系统及飞边在分型面上的投影面积(cm2)Ai 一个塑件在分型面上的投影面积（cm2）Q 抽拔力（N） 塑料对钢的摩擦系数p0 单位面积的包紧力（kg/cm2）h 支承板厚度（mm）p 成型压力（Mpa）E 弹性系数（Mpa）V 冷却介质的体积流量（m /min）3W 单位时间内注入模具中的塑料重量（kg/min）Q 塑件在凝固时所放出的热量（J/kg）1 冷却介质的密度（/mm ）3c 冷却介质的比热容J/（C）t 冷却介质的出口温度（）101 绪论绪论1.1 研究意义研究意义近几年，我国塑料模工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。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1。在电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%-100%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、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。本次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次全面的检查和考核，同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。通过毕业设计，能使我综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习2。1.2 国内外研究现状及发展方向国内外研究现状及发展方向 在现代制造业中对模具的基本要求是：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共有制制品。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。塑料是以合成树脂为基础的、在一定的温度和压力下能塑化流动成型并在冷却后能保持其既定形状的一大类可塑性材料。现在塑料在我们的生活中已得到越来越大的应用3。目前，塑料的塑料成型这一方式已经普遍应用于塑料加工领域。注塑有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制品，生产效率高、能实现自动化生产，对原材料的适应性强等一系列的优越性。因此，注塑是一种先进的、经济的成型技术，发展迅速。当然注塑也有设备复杂、投资大，设备的维修与保养较难，工艺控制难度较大等方面的局限性。模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母”。而塑料模具又在整个模具工业中的一枝独秀，发展十分迅速。注塑模具更是具有更大的发展前途和应用前景。塑料制件中有许多的小制件，模具相应的也有许多的中小型的模具。设计中小型模具也成为许多院校学生毕业设计的首选，这对学生将来毕业走向社会有着很大的帮助，也会提高我国模具设计专业人才的水平。1采用塑料塑料成型工艺是成型塑料制品的一种重要方法。其基本工艺路线为塑料原材料经塑料机熔融塑化并注入模具，在模具中固化后脱模成为制品。目前采用的塑料成型工艺生产的塑料制品产量，约占塑料制品总量的 20%30%。塑料工艺在塑料制品成型中起着极其重要的作用，因此，如何提高塑料制品的表面质量、内在质量、成型精度和成型效率，成为发挥注塑成型工艺优越性，扩大注塑制品应用的首要问题。注塑模具结构由浇注系统、冷却系统、脱模机构、排气机构等构成，而浇注系统是决定模具质量的关键因素之一，其构造方式则成为模具设计的核心部分。脱模机构是设计的难点之一，其脱模机构复杂程度视成型制品复杂程度而定。浇注系统分为两大类，固化后的浇注系统和制品一同从模具中取出的浇注系统称之为冷流道浇注系统；而在模具内通过加热装置，保持流道内的树脂为熔融状态的称之为热流道浇注系统。塑件上有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件在塑件脱模前先抽出，然后再脱出塑件。完成侧抽芯和复位的机构称为侧向分型与抽芯机构现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，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，对模具业提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。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加深理论研究、高效率、自动化、大型、超小型及高精度、革新模具制造工艺、标准化等4。1.3 设计主要内容设计主要内容通过塑料零件的注塑模具设计，了解塑料成型模具的基本设计原理与设计方法，掌握材料的选择，热处理要求及其制造工艺知识，掌握塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响，能够熟练的运用计算机进行设计与绘图。设计的基本要求：a 对塑件进行实体测绘，并完成基本参数的计算及注射机的选用；b 确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制；c 通过校核与计算确定最终的结构尺寸，应用 CAD 绘制出模具的总装图与零件图。22 塑件分析塑件分析2.1 塑件的塑件的材料分析材料分析a.材料选择：材料选择：塑件的材料为 ABS，密度 1.05G/CM3。ABS 是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 ABS 具有良好的综合理学性能。丙烯腈使 ABS 有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使 ABS 坚韧，苯乙烯使 ABS 有良好的加工性和染色性能。ABS 无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽， 、不透明，密度为 1.021.05g。既有较好的抗冲击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、酸类对 ABS 几乎没有影响， 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，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS 表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， ABS 有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯与聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。b.ABS 的性能指标的性能指标 :（1）收缩率，熔点，弯曲强度%8 . 03 . 0C16013080Mpa，拉伸强度 3549Mpa，拉伸弹性模量 1.8Gpa，弯曲弹性模量 1.4Gpa，压缩强度 1839Mpa，缺口冲击强度 1120，硬度 6286HRC，体积电2mkJ阻系数，缩率 范围内。ABS 的热变形温度为 93118，cm101300008 . 04 . 0制品经退火处理后还可提高 10左右。ABS 在-40时仍能表现出一定的韧性，-40100的温度范围内使用。（2）主要用途：ABS 在机械工业上用来制造齿轮、泵业轮、轴承、手把、管道、电机外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用 ABS 制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用 ABS 夹层板制小轿车车身。 ABS 还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。 （3）成型特点：ABS 易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS 在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060 度，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 6080 度。ABS 比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2.2 塑件的结构分析塑件的结构分析3根据塑件可分析得出此塑件为内部复杂的薄壁类零件，内部的伸出项用来压紧计算器内部的显示屏幕和电路板，其中分布在四角的圆柱阶梯通孔用螺钉与前壳连接固定。其内部还有 8 个突起卡扣，所以需要设计抽芯机构，使塑件在开模时顺利被推出。测量得到的计算器后壳尺寸为：148mm72mm7mm，壁厚为 2mm，且壁厚均匀。 图 2.1 塑件三维图图 2.2 塑件二维图42.3 塑件的体积与质量塑件的体积与质量a.塑件的体积：塑件的体积：注射量的计算通过三维软件建模设计分析计算的，塑料的体积： V 塑=22.944cm3，b.塑件的质量：塑件的质量：m塑=V塑，m=24.092g。 （密度取 1.05G/CM3）2.4 塑件的表面质量与表面粗糙度塑件的表面质量与表面粗糙度a.塑件的表面质量：塑件的表面质量：ABS 材料的公差等级分为高精度 MT2，一般精度 MT3，未注公差尺寸MT5，该塑件精度要求不高，所以选取一般精度 MT3。b.塑件的表面粗糙度：塑件的表面粗糙度：ABS 材料注射成型后所能达到的表面粗糙度范围为 0.025-1.6m，因塑件对外表面要求较高，故选择塑件的外表面粗糙度为 1.6m，内表面粗糙度为3.2m。2.5 注射机的选择及校核注射机的选择及校核a.注射机的选择：注射机的选择：模具成型的塑料制品和流道凝料总质量应小于注射机的额定注射量的80%，浇注系统凝料体积的初步估计浇注系统的凝料在设计前是不能确定准确的数值的，但可以根据经验按照塑件体积的 0.21 来计算。因为初步拟定的型腔数为一模两腔所以总质量为：24.0922+（24.0922）0.2=57.82 cm3注射机的额定注射量57.8280%=72.28 cm3选用注射机理论注射容量为 250m3，注塑机型号为 XS-ZY-500/350 螺杆式注射机。b.锁模力的校核：锁模力的校核：塑件在分型面上的投影面积 A1=210656=21312mm2，浇注系统在分型面上的投影面积 A2=(0.20.5)A1=0.2510656=2664 mm2。模具型腔内的膨胀力 F胀=A总Xp腔=（2664+21312）40=959.040kN。锁模力 F=F胀80%=959.0400.8=1198.8 kN 3500kN,所以注塑机锁模力合格。53 注射模具的结构设计注射模具的结构设计3.1 分型面选择分型面选择分型面，在一些产品图中已经作具体规定，但在很多的模具设计中要有模具设计人员来定。一般来讲，在平面上的分型面比较容易处理，有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意。其分型面的选择应遵照以下原则：a 不影响制品的外观，尤其是对外观有明确要求的制品，更应注意分型面对外观的影响b 有利于保证制品的精度c 有利于模具加工，特别是型腔加工d 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计e 有利于制品的脱模，确定在开模时使制品留于动模一边f 便于嵌件的安装。由以上原则，选取分型面。图 3.1 二维分型面6图 3.2 三维分型面3.2 型腔数目的确定型腔数目的确定塑料机选择完以后，就可以根据塑料机的性能参数（塑料机的塑化速率、最大塑料量及锁模力） 、塑件精度等级（在模具中每增加一个型腔，塑件精度要降低 4%）来确定模具的型腔数量。计算塑件的质量是为了选用塑料机及确定型腔数。经计算该塑件的体积为=22944，根据设计手册，可查得丙烯晴、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚V3mm体密度为 1.021.05。3cmg按塑料机的最大塑料量确定型腔数目:根据公式： 12 m/M-pMKn1（3.1） 式中：-塑料机最大塑料量利用系数，一般取 0.8；k -塑料机最大塑料量 ；pM -浇注系统凝料量；1M -单个塑件的体积。M已知=75 =22.94 ，取为 46pM3cmm3cm1M3cm可求出=2 ，即一模两腔。n73.3 成型零件的结构设计成型零件的结构设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。成型零件包括内模镶件、侧向抽芯机构、斜推杆及推出零件等。成型过程中成型零件受到塑料熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度、刚度和表面硬度。3.3.1 内模镶件外形尺寸的设计内模镶件外形尺寸的设计内模镶件有凹模和凸模组成。内模镶件的大小由成型制品的大小及数量通过合理的排位来决定。a.制品的排位制品的排位：根据对角排位原则和浇口位置统一原则，制品的排位如下图：图 3.3 制品排位b.确定内模镶件外形尺寸确定内模镶件外形尺寸：确定内模镶件尺寸总体原则是：必须保证模具具有足够的强度和刚度，使模具在使用寿命内不致变形。确定内模镶件尺寸的方法有两种，经验法和计算法，在实际工作中常常采用经验法而不是计算法，故在此选用经验法确定内模镶件的尺寸。（1）确定内模镶件的长宽尺寸：因为此模具为一模两腔，并且含有潜伏式浇口，在这种特殊情况下，型腔之间的刚厚取 68mm。由于型腔深度小于 20mm 型腔至内模镶件边的距离范围为 20mm30mm，故型腔至内模镶件边的距离取824mm。 （2）内模镶件高度尺寸的确定：凹模厚度 A 一般在型腔深度基础上加W a=1520mm，由于型腔的深度为 7mm，故凹模厚度 A 取 30mm。因凸模有型腔，所以凸模的厚度 B=型腔深度 a+封料尺寸 b+刚厚 14mm 左右。故凸模厚度B 取 40mm。 最终确定内模镶件的尺寸为：凹模 210mm260mm30mm，凸模210mm260mm40mm。3.4 模架的选择与校核：模架的选择与校核：a.模架的选用：模架的选用：根据模架的分类，选择二板模模架，二板模模架由定模部分和动模部分组成，定模部分包括面板和定模板；动模部分包括推板、动模板、托板、支撑件方铁、底板及推杆固定板和推杆底板等。其优点是模具架构简单，成型制品的适应性强，制造成本相对较低。根据塑件尺寸与型腔排布拟定模架尺寸为：350400330mm AI 型工字模。如下图所示：图 3.4 模架二维图b.定模板和动模板开框尺寸的设计：定模板和动模板开框尺寸的设计：（1）开框的长、宽尺寸确定：长度和宽度基本尺寸等于内模镶件的长度和宽度基本尺寸，公差配合取 H/7m6。（2）开框的深度尺寸确定：因为分型面为平面，故开框深度分别比内模镶件的高度尺寸小 0.5mm，使镶件装配后高出分型面 0.5mm，以保证模具在生产时分型面的优先接触。如下图所示：9图 3.5 定模板和动模板开框图c.定模板和动模板大小的设计：定模板和动模板大小的设计：（1）定模板和动模板的长宽尺寸：确定模具的大致宽度，方法是在内模镶件宽度的基础上加上 100mm，由于210+100=310mm 在 250mm350mm 之间，所以为中型模具，对于中型模具，定模板、动模板的长、宽尺寸在内模镶件长、宽度基础上加上 100mm，然后取模具宽度的标准值，故定模板和动模板的长、宽为：400mm330mm。 （2）定模板和定模板的厚度：定模板厚度=框深+2030mm，因为定模板的厚度应尽量取小些，故定模板厚度为 50mm。动模板厚度=框深+3060mm，应为动模板的厚度应尽量取大些，以增加模具的强度和刚度，故动模板的厚度为：120mm。d.方铁的设计：方铁的高度 H，必须能顺利推出制品，并使推杆固定板离动模板有 10mm 左右的间隙，方铁高度 H=推杆固定板厚度+推板底板厚度+限位钉高度+顶出距离+1015mm。顶出距离制品需顶出高度+1015mm。所以方铁高度=25+25+5+25=80mm，但由于模具中含有斜推杆抽芯机构，需要加高方铁，故方铁的高度取 110mm。d.模架的校核：模架的校核：模架个尺寸校核根据所选注塑机来校核模具设计的尺寸，模具平面尺寸：350x400540x440，校验合格。模具高度尺寸：240330450(模具最大厚度和模具最小厚度)，校验合格。 e.模具开模行程校核模具开模行程校核：开模行程=制品需要推出的最小距离+制品及浇注系统凝料的总高度+（510）mm130；所以开模行程=10mm+73mm+7mm=90mm 500mm,校验合格。f. 定位圈的设计：定位圈的设计：定位圈的直径 D=100mm，选择常用规格：3510015mm10 图 3.6 定位圈二维图3.5 浇注系统设计浇注系统设计模具浇注系统的作用是让高温熔体在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。浇注系统的设计是否合理，将直接影响成型品的外观、内部质量、尺寸精度和成型周期，故其重要性不言而喻。a.浇注系统的设计原则：浇注系统的设计原则：（1）浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；（2）浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；（3）浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入；（4）避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁，型芯或嵌件，使塑料能尽快的流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；（5）尽量避免使制件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在之间不重要的位置；（6）浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀的流入，并有利于型腔内气体的排出。b.浇注系统设计步骤和设计内容如下：浇注系统设计步骤和设计内容如下：（1）选择浇注系统的类型，根据制品结构、大小、形状以及制品批量大小，分析其填充过程，确定浇注系统。（2）浇口的设计，根据制品的结构、大小以及塑料品种，确定分流道的形状、截面尺寸和长短。（3）主流道的设计，确定主流道的尺寸和位置。11（4）冷料穴的设计，根据分流道的长短及制品结构形状，确定冷料穴的位置和尺寸。3.5.1 主流道的设计主流道的设计主流道是指浇注系统中从注塑机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道。其形状，大小会直接影响熔体的流动速度和塑料时间。塑料机的喷嘴头部与主流道衬套的凹下的球面半径相接触，二者必须匹配，无漏料。一般要R求主衬套球面半径比喷嘴球面半径大 12mm.主流道进口直径比塑料机喷嘴d出口直径应大 0.51mm。其作用：一是补偿喷嘴与主流道的对中误差；二是d为了便于流道凝料的脱出，主流道设计成锥形，如图图 3.7 主流道二维图查表得 XS-ZY-500/350 卧式注射机型注射机喷嘴有关尺寸：喷嘴孔径:d0=3mm；喷嘴球半径:r0=18mm；根据主流道和注射机喷嘴的关系：d= d0 +1mm R=r0+(12)mm 取主流道球面半径 R18；取主流道的小端直径 d4mm。为了将冷凝料从主流道中拉出，主流道圆锥形其斜度为 26，在本设计中取斜度为 6。经计算得主流道大端直径D12。12图 3.8 浇口套二维图3.5.2 分流道的设计分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U 形和六角形。可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为 6mm。分流道选用圆形截面：直径 D=6mm 分流道如下图：13 图 3.9 分流道二维图3.5.3 浇口的设计浇口的设计浇口亦称进料口,是连接分流道与型腔的熔体的通道.，也是注塑模进料系统的最后部分.浇口的设计与位置的选择恰当与否,直接关系到塑件能否完好的高质量地注射成型.其基本作用为：a.从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。b.型腔充满后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔能还未冷却的塑料回流。根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口需沿斜向进入型腔，当顶出塑件时浇口自动被切断，不影响塑件外形美观。所以选择潜伏式浇口。如下图： 14 图 3.10 浇口二维图3.5.4 冷料穴的设计冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。如图图 3.11 冷料穴二维图3.6 抽芯机构的设计抽芯机构的设计153.6.1 抽芯机构的确定抽芯机构的确定当塑件内部上有倒钩或凹凸结构时，尤其内部空间较小时，可以采用斜推杆抽芯机构实现脱膜，此时斜推杆的长度一直从塑件的凹凸部位延伸到动模的推板上，比较长，横截面一般为矩形，也称斜销。其原理是将斜向顶出运动分解为侧向抽芯运动和向上推出运动。斜推杆是通过滑块座或其他方式安装在推件板上，开模打开动、定模后，推件板推动滑块座带动斜顶向前运动，因为斜推杆和模具的顶出方向有一定夹角，所以斜推杆的斜向运动可以分解为两个方向运动。其中产生一个相对垂直于开模方向的运动，顶出一定的行程后，成型凹凸结构的斜顶头部就会脱离塑件，从而实现脱膜10。由于塑件内部存在与开模方向不一致的内卡扣 10 个，所以要设计抽芯机构让塑件在开模时顺利被推出。相对内侧滑块抽芯，斜推杆结构较简单，且有推出制品的作用，并且能用斜推杆不用内滑块，故选择斜推杆抽芯机构。 如图：图 3.12 斜推杆细节16图 3.13 斜推杆抽芯机构3.6.1 斜推杆倾角斜推杆倾角的确定的确定斜推杆抽芯距为 S，S=S1+(23)，斜顶倾斜角为 a。tana=S/H，H 为顶出距离，斜顶的倾斜角一般为 315，在设计过程中，这一角度能小不大。故选择倾斜角 a=3。由于斜顶要在塑件内部滑动，所以在斜顶上端面应比型芯端面低0.050.1mm，这样移动时避免干涉，互动顺利。图 3.14 斜推杆尺寸173.7 导向机构的设计导向机构的设计塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设24 对互相配合的导向柱和导向孔，导柱设在动模边或在定模边均可，但一般设在主芯型周围。a 导向作用导向作用动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少 68mm。这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。b 定位作用定位作用在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度，例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。c 承受注塑产生的侧压力承受注塑产生的侧压力当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑件时都会产生单向侧压力，该力会使动定模在分型面处产生错动，当侧压力很大时，还不能单靠导柱来承担，需要设锥面或斜面进行定位，例如采用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。3.7.1 动定模导柱动定模导柱a.导柱结构如图所示导柱结构如图所示图 3.15 导柱18b. 导柱尺寸和技术要求导柱尺寸和技术要求长度 L=165mm，d=30mm，D=36mm，s=8mm。材料为 T8A 经淬火处理，硬度为 5055HRC。c.导套导套 导套的结构形式如图所示，长度L=50mm，d=30mm，D1=42mm，s=10mm，d2=47mm。材料为 T8A 经淬火处理，硬度低于导柱硬度以防止导柱或导套拉毛。固定形式及配合精度：导套用压进模板以 H7/m6 配合镶入模板。图 3.16 导套d. 配合精度配合精度导柱固定端与模板之间采用 H7/m6 的过渡配合；导柱的导向部分采用H7/f7 的间隙配合。e. 数量及布置数量及布置四根导柱均匀对称分布在分型面四周，如图所示。图 3.17 导柱分布图193.7.2 推板导柱推板导柱a. 推板导柱结构形式如图所示图 3.18 推板导柱b.推板导柱结构和技术要求推板导柱结构和技术要求长度 L=150mm，d1=16mm，d2=13mm，D=20mm，S=6mm。材料为 T8A经淬火处理，硬度低于导柱硬度以防止导柱或导套拉毛。c.推板导套推板导套推板导套结构形式如图所示，长度L=43mm，d=16mm，D=25mm，L1=21mm，L2=2.5mm。材料为 T8A 经淬火处理，硬度低于导柱硬度以防止导柱或导套拉毛。20图 3.19 推板导套d. 固定形式及配合精度固定形式及配合精度导套用压进模板以 H7/m6 配合镶入模板。 e. 数量及布置数量及布置四根导柱均匀对称分布在分型面四周，如图所示。图 3.20 推板导柱分布图3.8 推出机构的设计推出机构的设计在塑料成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构） 。推出是塑料成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出是不可忽视的。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则12。21（1）推出机构应尽量设置在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在塑料机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设置在动模一侧。 因此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。 （2）保证塑件不因推出而变形损坏。为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。 （3）机构简单、动作可靠。推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。（4）良好的塑件外观。推出塑件的位置应尽量设在塑件内部或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。 （5）合模时的正确复位。设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。 综上所述我们采用斜推杆推出机构，根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔 0.050.1cm。3.8.1 推杆推出机构推杆推出机构a. 推杆位置的布置推杆位置的布置推杆均匀布置，如图所示：图 3.21 推杆位置分布图b. 推杆的固定方式推杆的固定方式推杆与模板上的推杆孔采用 H8/f7 的间隙配合。推杆固定端与推杆固定板配合采用单边 0.5mm 的间隙。推杆的材料选 T8 碳素工具钢，热处理硬度5055HRC。固定方式如图所示：22图 3.22 推杆的固定形式d. 推杆的复位设计推杆的复位设计推出机构的复位零件为复位杆，数量为 4 根。结构形式如图所示。d=20mm，D=25mm，H=4.5mm，L=200mm。图 3.23 复位杆3.9 脱模脱模系统设计系统设计3.9.1 脱模斜度的选择脱模斜度的选择为了保证压铸件能从模具中顺利脱出，在压铸件沿脱出方向上的所有内表面都要有一定的斜度，该斜度称为脱模斜度。由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧包在凸模抽芯型芯上，或由于粘附作用，塑料制品紧贴在凹模型腔内。为了便于脱模，防止塑料制品表面在脱模时划伤等，在设计时必须使塑料制品内外表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。一般来说，凹模脱模斜度 a 大于凸模脱模斜度 b。目的是保证制品在开模时留在动模部分，但制品较高时，这样会导致壁厚不均，因此实际工作中大多都取 a=b，根据 ABS 材料特性，选取脱模斜度为 1。233.9.2 脱模力的计算脱模力的计算 经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有不通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运动时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。塑件的脱模力计算公式如下所示13。 式中 F脱模力，N； a脱模斜度（1） ； P单位面积塑件对型芯的正力，Pa，一般取 P=（812）MPa； A塑件包紧型芯的侧面积，m2 f塑件与模体刚才的摩擦系数，一般去 =0.10.3； A=4116mm2 F=104116 (0.2cos0.75-sin0.75)= 24550.18N。(cossin)FpA ff244 模具冷却系统的设计模具冷却系统的设计4.1 冷却系统的作用冷却系统的作用 由于注塑产品的成型过程是将颗粒状的塑料加热到粘流态再加压注入到模具的型腔中的。在加热过程中，塑料吸收了大量的热能，温度一般在 190C 以上。ABS 塑料注射温度在 220到 230C，PC 塑料注射温度在 300C 左右。这么高温度的塑料要让他迅速冷却定型成为塑胶产品，必须使模具内的热量迅速被带走，使模具迅速冷却，必须设冷却系统。模具的温度控制是提高产品质量、提高生产效率的一个有效途径。模具的温度明显地影响了收缩率、表面光泽、内应力、充填难易以及注塑周期等。如果对模具温度不加控制，就会在模塑过程中使注塑条件改变，使产品质量和生产效率下降。因而，良好的模具设计和注塑工艺应该包括严格合理的模具温度控制。它的合理控制应能达到令人满意的效果。 （1）改善成型：模具具有和注塑适应的温度能改善流动性能； （2）产品质量稳定：模具温度的变动将影响塑料的收缩，对于结晶料尤其如此，模具温度恒定、均匀，将使收缩率稳定，产品质量稳定； （3）减少应力变形：均匀恒定的温度使收缩均匀，应力减少，变形量减少； （4）改善外观质量：合理的模具温度能使塑件表面光泽提高，冷流痕减少，尤其对于透明件更为有益； （5）提高塑件物理性能：模具温度在合适条件下使塑料处于较佳的物理状态； （6）提高生产效率：模具温度在很大程度上控制制品的冷却脱模时间，如果能保持在相对较低的水平，则能使生产周期缩短，生产效率提高。4.2 冷却效率冷却效率影响冷却效率的主要因素有水的流量、流量、水温的高低、冷却时间的长短。要提高冷却效率可以采取以下措施：a 加大冷却水孔的直径。由于受模板及凸模面积大小的限制，不可以将孔径钻的太大，一般采用直径为 5-10mm。b 增加水孔数量。由于模具上能钻冷却水孔的空位有限，尤其是后模上面有模25芯螺钉孔、顶尖孔等等，不可能钻很多水孔。只能适当增加水孔的数量。一般直径 5 到 6mm 的水孔冷却半径大约为 25mm，直径为 7 到 8mm 的水孔冷却半径为 35mm 左右。c 控制冷却时间。将注塑机各个工作时间段调整到最佳位置，挤出的时间尽量用来延长冷却时间。冬天水温低冷却时间可以适当缩短，夏天水温高要适当延长。d 保持适当的模具温度。一些成型温度高的塑料，塑胶位很薄的产品，如果模具温度太低，产品不能成型。模具温度应在 3545C 之间。大部分塑胶应在3035C 之间14。4.3 确定冷却水道直径确定冷却水道直径根据模具大小确定冷却管道直径查表得 300400mm 的模宽，冷却管道直径为 68mm，故设计冷却水道直径为 6mm 符合要求。4.4 冷却水道的排布：冷却水道的排布：设计如图：设计如图：图 4.1 冷却水道排布265 模具总装配图模具总装配图图 5.1 模具主视图图 5.2 模具左视图27图 5.3 模具俯视图286 结论结论 毕业设计是大学四年的最后一个必修课程环节，当然也是最重要的一个环节，是对四年所学课程的一个粗略检测，也是对四年学习的一个总结，对提高自己的设计能力，实际动手能力都很有意义，同时对以后工作中将会遇到的问题，有了一个提前锻炼的机会。 在设计过程中，最深刻的体会是，理论与实际相结合的重要性，理论转化到实际的难度比想象的大，
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