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摘 要塑料成型是常见的一种对塑料进行加工的方法，而下文所设计的模具也是对塑料进行成型所使用的工具之一。本文从各个方面具体介绍了该注塑模具的设计及其制造方法。由于塑件具有比较复杂的外轮廓，在本设计中为该模具选择了相对合适的直浇口分型面，通过斜滑块和两个对合摆块进行抽芯的动作、使所设计的模具的构成相对合理，工作状态平稳可靠。所需要制造的塑件是一个内部具有三处侧凹的塑料桶盖。通过采用由不止单一结构组合得到的抽芯机构，最终目的是能够使得目标塑件可以一次性做到成型。即在定模上通过三处斜滑块所实现的内侧凹槽的成型和抽芯；在动模上通过两个摆块型芯的作用使得制件的球型内凹和提手得以成型。从而使得制品的成型质量得到保证。关键词 ： 塑料模 内侧凹 直浇口 摆块型芯AbstractPlastic forming is a kind of common plastic processing method, and plastic injection mold is a plastic molding tool, in a variety of areas such as quality, accuracy, manufacturing cycle, as well as the injection process of production efficiency and so on the impact of product quality, ,cost. At the same time the upgrading of the product also has a higher level of design requirements.This paper describes the design of the injection mold and its manufacturing methods. As the plastic parts have a more complex outer contour, in this design for the mold to select a relatively suitable straight gate profile, through the oblique slider and two pairs of pendulum block for core action, so that the design of the Mold structure is relatively reasonable, stable and reliable working conditions.The plastic parts that need to be made are a plastic lid with three recesses inside. So in order to achieve the purpose of using a combination of a variety of ways from the core pulling mechanism, which can be done so that plastic parts can be a one-time molding. That is, on the fixed mold through the three inclined slides to achieve the inner groove of the molding and core; in the dynamic mold on the role of the two pendulum-shaped core makes the pieces of the ball concave and handle to shape. Thus, the quality of finished products can be guaranteedKey word: Plastic mold Inner concave Straight gate Pendulum core目 录摘 要Abstract1 绪 论12 塑件工艺分析22.1 塑件的分析22.2所选的塑件材料及其特性33 注射成型布局及注射机的选择43.1塑件体积质量的估算43.2注塑机的初次选择54 注塑模具的结构设计64.1 型腔数目的确定64.2 制件位置的确定64.3 分型面的设计74.3.1分型面的选择原则74.3.2 分型面的形式选择74.3.3 分型面的位置选择74.4 排气系统设计74.5浇注系统的设计及计算84.5.1 浇注系统的设计原则84.5.2 浇口与主流道的选择与设计84.5.3 主流道设计84.5.4主流道衬套设计94.5.5主流道定位环设计94.6 侧抽芯机构的设计与计算104.6.1 侧抽芯机构的参数计算104.6.2 滑块的结构设计114.7 模具加热与冷却系统的设计114.7.1 冷却系统设计的参数计算114.7.2 冷却水道的布置124.8 脱模机构的设计与计算134.8.1 定模顶出机构的设计134.8.2 对合摆块分模机构的设计144.9 导向机构的设计164.9.1 导柱设计164.9.2 导套的设计164.9.3 限位拉杆的设计174.9.4 弹簧的选用184.10 成型零件的结构设计185 成型零件工作尺寸的计算195.1型芯和型腔工作尺寸的计算195.2 型腔侧壁和底板的厚度计算205.3 模具闭合高度的确定205.3.1 模具支撑固定件的设计205.3.2模具闭合高度的确定216 注射机参数的校核226.1安装尺寸的校核226.2注射压力的校核226.3锁模力的计算226.4模具的开模行程的校核237 模具的工作原理及其特点24设计总结25参考文献26 第一章 绪论1 绪 论塑料模具是对塑件进行成型的模具，是一种型腔模。制定出合理高效的工序流程、使用高效率的装备设置、使用技术前沿的模具，这三个因素是保证塑料制品能够顺利生产的原因。特别是对于塑料模具，可以使得它成型的要求得到满足，并且保证它的质量，使得它的成本得到降低。那种产品的质量足够优良的模具可以进行成型几十万次，有的时候都可以达到上百万次。这个同模具的设计、选材、制造、和维护有着很莫大的关系1。当一个模具在被使用的时候，需要能够达到生产效率高、自动化程度高、操作简易、使用寿命充足的要求;在模具制造的方面，需要做到结构设计合理、制造生产容易、成本低廉。即使现在看来是有许多种的模具的，但是它如要要寻求发展的话主要还是不仅要能使得它较大的需求量得到满足，比较高的技术含量在其中也是必不可少的。由此看来，有一部分比较重要的模具标准件也是需要当作重点来进行发展和开发的，并且在这个同时也要保证它的发展速度要比其他模具的发展速度更快，只有做到这样，才能够使得模具标准化的程度不断的进行提高，从而可以从各个方面提高模具的质量，使得它的生产周期得到缩减，生产的成本得到降低2。本次设计的注塑模具主要从塑料的种类以及它的性能和这类产品的使用要求作为设计的出发点来进行相应的设计，主要介绍了所选材料性能、设计的模具结构及其原理以及相应零件的理论计算几个方面进行了综合阐述4。11 第二章 塑件工艺分析2 塑件工艺分析2.1 塑件的分析任务书中给出的塑件是一个带提手的塑料桶盖，在开始设计模具之前，需要先对要加工的塑料加工产品的性能需求作一个分析，例如产品的外形，构造，还有精确度的需求是什么以及这个产品的质量要求。1）塑件结构分析 这里要设计的是生产一个桶盖的注塑模具，具体的形状在下面已经展示出来。从塑件的零件图上可以看出，在这个零件中的球形曲面和提手部位组成了该零件的主要特征，并且可以发现在盖的内部位置是存在三处内侧凹的，从这点就要求需要给这个模具设计一个对应的用来进行侧向抽芯的机构。如果想要能够使得这三处的测凹和球形曲面的部位可以一起成型，并且只能通过一种组合式的型芯来进行产品的生产。可以明显的看出来这个塑件算是一种不是特别简单的类型了。2）尺寸精度分析 因为考虑到这个塑件是属于普通的日用品的,所以对于塑件的收缩率来说并没有太高的要求,由此可以看来它的尺寸精度的相应的要求也不会特别的高,在这里大部分的情况下都是自由精度尺寸。最后再结合要选择的材料的性能，可以将它的精度等级确定为4级。结合所要生产的塑件的盖壁厚度，进行分析后就可以知道:将提手的横截面和桶盖的盖壁的厚度尺寸进行一个比较，可以看出是存在一定的不同的。通过查询可以知晓PE的最小的壁厚是0.6mm。在这里就采取1.6mm作为它的壁厚,这样的话就可以保证塑件的成型质量,并且还可以把提手部位和盖体之间的连接强度作一个加强。3）塑件表面质量的分析 在生产这个零件时，需要能够保证在表型面上不会出现注塑不足、有毛刺等等情况。最后是要保证塑件在投入使用后是能够满足要求的,而在其他的地方并没有什么特别的要求,因此想要满足上面列出的这些要求并不难实现。图2-1、图2-2分别为上文提及的塑件的三维立体图和二维示意图。 图2-1 三维图 图2-2 示意图222.2所选的塑件材料及其特性在选用这个产品的材料时要考虑到所选的材料是需要有一定的抗张力强度的，并且这种材料在当处于高温情况的时候出现扭曲的时候的临界温度要求是比较高的、在熔融的状态下粘性也是需要比较高的，并且要能保持它的化学层面的稳定。综合考虑下最后选用了HDPE作为塑件的材料。这种材料在高温或者低温环境中都可以继续的保持它的各种特性，并且刚性和韧性都是能满足塑件的要求。但是它也有缺点，就是这种材料不透气、也不吸水，老化现象也会很快出现。在材料使用前需要做一次收缩率的测定，但是有很多参数会影响到收缩率，所以在确定的时候是需要把塑件的很多参数加入考虑范围的。通过相应的资料可以知道这种材料的收缩率的范围是：，可以选取它的平均值来作为计算值，即这个材料的收缩率可以定为2%。27 第三章 注射成型布局及注射机的选择3 注射成型布局及注射机的选择3.1塑件体积质量的估算由三维软件的测量可以知晓塑件的体积，塑件具体的尺寸可以参考图3-11）塑件体积的计算塑件体积：cm 2）塑件质量的计算这种材料的密度：/cm那么计算可以得到：cmcm= 图3-13.2注塑机的初次选择所选材料的体积膨胀率的校正系数c经过查阅可以知道是那么就可以计算出cm 。可以首先把这个塑件在成型的时候所需要的最大的注塑量先计算出来,因为在这里浇注系统这个部分占有的质量部分还是不清楚的。所以要对塑件真正的质量值作一个修正。在这里将修正值可以定为。由相关资料可以知道实际注射量是应该小于0.8倍公称注射量的, 由公式是可以计算出需要的最大注塑量的g 在选择注射机的时候根据的原则可以暂时选则型注塑机。这个注射机的具体参数可以参见下表3-1表3-1 注塑机参数螺杆直径/mm50理论注塑容量cm3250注塑压力MPa147锁模力KN1800模板行程mm500模具最小厚度mm200模具最大厚度mm350定位孔直径mm100喷嘴球半径mm18喷嘴孔直径mm4结合实际情况这个模具是采用一模一腔的模具结构的。 第四章 注塑模具的结构设计4 注塑模具的结构设计4.1 型腔数目的确定在注塑模的型腔数目准备进行确定的时候，不但有一模一腔的形式可以用于选择,一模多腔的形式也是可以加入考虑范围的,但是要注意的是，这几个重要的前提在确定数目之前是必须要得到满足的。（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）生产效益；（4）模具制造难度。塑件制造的难度和生产时候的效益的要求决定了型腔数目的多少。制造时候的难度又主要是因为在进行注射的时候模具的锁模力、熔融材料塑化能力、注射机的注塑量能否满足生产的需求、塑件的尺寸的大小、精度要求的高低等也对型腔数有着一定的限制。从这个塑件来开始分析，从这个塑件的结构看来，塑件盖壁厚度的范围相差是比较大的，所以这个结构算是比较复杂的,从而使得各个部分的加工工艺之间的差异还是很大的,所以为了保证塑件在质量方面不出现问题,那么塑件的在进行成型时候的工艺就必须要得到严格的控制。因为这个塑件的结构比较特殊,所以即使塑件对精度方面的要求不是很高,但是为了方便在生产的时候进行抽芯以及之后的脱模过程可以顺利的进行,最终选择了一模一腔结构形式来进行生产。最重要的原因还是当选择一模多腔的结构形式时,不但不能保证塑件的在成型时不会出现问题,也会让模具的结构变得更加的复杂，这样就变相的使得模具的生产成本大幅度提高。综合多方面的因素，该塑件在生产时采用一模一腔的设计。4.2 制件位置的确定塑件在确定它在模具中的位置的时候需要考虑到以下的方面：塑件及其配件的主视图应该和它选择的注塑机的轴线呈对称分布在两边，这样的话塑件成型会更加容易。一个塑件所选取的位置是要能够利于这个塑件进行脱模操作的，当开模后，塑件最好应该留在动模上，这样的话进行脱模就会更加的方便。最后在位置确定之前也要仔细考虑到所选用的浇注系统和温度控制系统的布置形式。可以按照上文列举出来的原则,并且结合这个塑件的成型特点来最终确定的它的位置，具体的布置可以参见模具的总装图。4.3 分型面的设计4.3.1分型面的选择原则 （1）脱模方便；（2）外观无损坏；（3）便于排气方便加工；（4）方便抽芯；4.3.2 分型面的形式选择在选择分型面之前要考虑到的因素有很多，例如产品的具体结构、处理时的工艺手法、产品的质量要求等等，另外所选择的模具的种类、脱模时使用的方法，型腔的数目、模具进行排气的方式、浇口的位置及其形式等各种因素也是会对它造成一定的影响的。结合该模具的结构特点从而开始分析该模具应该如何选取它的分型面。这个模具的主分型面是准备采用水平分型，但是因为这个塑件的结构不同于其它零件，设计时考虑到为了让塑件能够顺利的从各个型芯上完成脱模的动作，并且与此同时也能够保证模具中的其它的机构也能够顺利的运行下去，决定辅以其它两个分型面来作为辅助。4.3.3 分型面的位置选择综合各个方面考虑，这个塑件有一个提手处，并且是一个半球型，而且塑件其它地方没什么特别的要求，将这些因素综合起来就可以将主分型面的位置确定出来。其他两个起到辅助作用的分型面的具体位置及主分型面的位置可以从装配图中查得。按这样的方法设计的三个分型面不仅可以使得模具的结构的变得简洁方便，还可以降低模具在加工时候的难度并能够保证塑件在脱模时能够顺利。4.4 排气系统设计 在塑料熔体开始对型腔进行注射时，在这个过程进行的时候，模具里原本就存在在里面的空气加上塑料熔体在受热时产生的气体是必须要排出去的。如果这些气体一直在型腔里面，不被排出去的话，就会导致熔体填充不足，从而使得塑件表面会出现一些气泡，严重的话也会发生出现大接缝和表面轮廓不清楚等等诸多缺陷，有些时候甚至会出现因为高压气体产生的高温从而导致塑料发生焦化。因为考虑到这个模具的具体结构是镶拼式的型腔结构，所以可以通过拼镶件的缝隙来将气体排出，另外，这个模具是有三个分型面的，也可以充分利用来进行排气。在保证制件的成型质量没有问题的前提下，排气方式已经足够了。因此不需要设置额外的排气槽来进行排气。4.5浇注系统的设计及计算4.5.1 浇注系统的设计原则1）排气要良好，这样可以避免熔融塑料在对型腔进行填充的时候会产生涡流和紊流，于此同时型腔里的气体也是能够顺利的排出。2）在能够保证使得塑件成型顺利并且排气良好的前提下，填充型腔的时候尽可能选择短的流程，最好使弯折数目尽量的少，这样就可以使得压力损失减少，填充的时间减少；3）需要避免熔融塑料和小直径的型芯和金属嵌件之间发生正面的冲击，这样就可以避免发生型芯弯曲变形或者嵌件位移的现象4。 4）浇口的位置和规格要与塑件的形状结构相结合来进行考虑，这样就可以方便以后的修理和维护。5）浇注系统的截面面积和长度决定了浇注系统浪费的材料的数量，所以要尽量的缩小，这样就可以减少材料的浪费。4.5.2 浇口与主流道的选择与设计因为这个模具选择的结构是一模一腔，所以不需要设置分流道。因为塑件是比较大并且壁厚算是比较薄的，所以准备选择直接浇口作为这个模具的浇口。因为是一模一腔的结构，所以在生产的时候流程比较短、成型就会很迅速，还能减少压力的损失。但是这种方式也有一些缺点，因为浇口地方熔体固化会慢一些，这样的话塑件成型的时间就会相应的延长，残余应力就会很大从而使浇口的地方产生裂纹，并且浇口凝料在切除后制件上疤痕也会很大6。4.5.3 主流道设计主流道是将注塑机喷嘴和分流道互相衔接的一段通道，和注塑机的喷嘴是在同一条轴线上的，横截面是圆形的，并且是有一定量的锥度的，这个的目的主要是让冷料在脱模时更加方便，同时也可以改善料流的速度。主流道是需要与注塑机互相配合的，所以它的尺寸大小由注塑机来决定10。型注塑机喷嘴的尺寸参数：喷嘴前端孔径 喷嘴前球面半径 由模具主流道与喷嘴之间的关系可以知道，主流道的球面半径 小端的直径 这样的话就可以将主流道的球面的半径和小端直径确定，分别为，。在它的长度是比30mm大的时候，可以把大端的直径定为。那么主流道的设计草图如图4-1所示： 图4-14.5.4主流道衬套设计为了防止在受到熔体反压力的时候，衬套被推出定模的意外会出现，在这里选择使用B型衬套，具体的结构可以参考图4.2。 图4.2.4.5.5主流道定位环设计用来确定直浇口式的主流道的位置的装置的设计可以参考图4.3,它的尺寸可以参考注塑机上的用来定位的孔和定模上的用来定位的孔从而来进行互相配合。 图4.34.6 侧抽芯机构的设计与计算在这个设计中，塑件在侧面盖壁的地方是存在三处内侧的凹进结构的，并且这几个内侧凹进的结构都是与脱模的方向呈垂直关系的，并且因为这个塑件的盖壁的厚度是十分的薄的，而且考虑到在这个模具中，空间是不能够满足发生弹性形变的，因此不能采用强制脱模的手段，最后决定专门来设计一个进行侧向抽芯的机构来完成抽芯。由于这个塑件的结构是不同于其它一般的塑件的，如果选择使用斜导柱机构来进行抽芯的话会就受到一定的限制。所以最后斜滑块被选中来进行这个抽芯的工作。这里是通过使用开设过导滑槽的滑块和主型芯进行相互的协作才得以顺利完成抽芯的动作。这种机构的抽芯动作是在塑件的脱出的时候和它一起进行的，并且如果选择斜滑块的话，它的刚性一定是比较大的，所以和斜导柱相比较而言，倾斜角可以变得大一些，但是要注意这个角度是需要小于26的，为了保证在使用时足够可靠，这种斜滑块的顶出高度理论上是要小于导滑长度的2/3的10。4.6.1 侧抽芯机构的参数计算 抽芯距的确定临界时候抽芯的距离可以通过斜滑块的零件图来进行确定 。 临界抽芯距的计算公式 ： 那么设计抽芯距： 抽芯力的计算可以通过计算抽芯力的公式：公式中的具体参数：型芯被塑件包紧的截面的形状周长型芯成型部分的高度 单位面积上型芯所受到的来自塑件的包紧力可以定为，在这里可以最终取值10Mpa塑件材料和模具材料之间的摩擦系数 取0.2侧面凹处的脱模斜度通过上述的参数就可以用公式计算出抽芯力 滑块的倾斜角度在这里可以将滑块的倾斜角度取为。4.6.2 滑块的结构设计 滑块的形式设计为了能够使这个塑件的内侧凹进的结构能够顺利成型是采用斜滑块进行抽芯的初衷，因为在这里这种塑件的内部的侧凹是很浅的，并且可以知道抽芯距也很小，并且为了能够抽芯，斜滑块是需要具有一定的强度的，同时它还要作滑动的运动，最后决定把滑块制作成一个整体。 滑块的导滑方式可以在主型芯上制作相应的导滑槽来为斜滑块起到导向的作用。一个良好的导滑系统是需要能够保证整个导滑机构的结构紧凑并且不会出现材料溢出的情况的，为了做到这一点，那么对于滑块和导滑槽之间的加工精度就有了很高的要求，这就需要采用合适的工艺手法来达到使用的要求。4.7 模具加热与冷却系统的设计在对这个塑件进行注塑的时候是不需要特别的高的温度的，因此在这里加热系统就不需要设置了。但是因为考虑到这个塑件在进行注塑的时候熔料需要铺满的地方是挺大的，这样的话各个部分的材料一定会发生分布不均匀的情况，为了避免这个现象出现，加入一个冷却系统就是必不可免的需求。开始的时候可以先凭借经验将工作时候的温度先设置成，用来进行冷却的介质则可以选择使用水。4.7.1 冷却系统的参数计算 单位质量的熔融材料放出的热量 其中所选材料的比热容经过查阅可以知道是。熔体在进行对模具填充时候的温度取，塑件在被推出的时候的温度取，所选材料的熔化质量焓为 那么计算可得 那么总共产出的热量 m =0.07kg（前文已经确定）综上，经过计算Q的值确定为 没有扩散到空气的热量 冷却管道总的热量传导面积的计算公式内参数确定： 熔体在进入模具时候的温度与冷却液之间温度的平均差值取为。选择的用来冷却的液体和管道孔壁之间的热传导系数可以 通过公式来确定。在这个公式中，经过参考一些资料，冷却管道的直径可以将它定为，其中冷却液体在里面的平均流速可以取为。因为所选用的介质是水，查表可以知道综合上述可以知道=。那么可以由此算出=。 冷却管道的孔数通过公式可以知道。 需要布置两条冷却管道。4.7.2 冷却水道的布置要生产的塑件的形状和塑件在各个不同位置的壁厚无时不刻的影响冷却管道的位置。正因为是冷却管道，所以就应该在模具散热困难的地方进行布置，这样将所要成型的塑件的周围都用冷却管道围绕起来，并且将它排列均匀就是一种很好的布置方式14。因为这个模具的结构是拼镶而成的，并且正是在这个镶件上，塑件进行了成型，所以这样的的镶件是不适合再加工冷却管道的，最后是决定按照图4.4所示的样子进行了相应的布置： 图4.4这样的话就可以把两条直通式的冷却水道设置在动模的套板上。4.8 脱模机构的设计与计算 这个塑件因为提手部分的结构是不同于其它一般的结构的，最后只能通过驱动连杆来让两个半球型的活动型芯完成脱模。另外为了能够保证塑件能够从定模的主型芯上顺利完成脱模，这里选择了推件板定模顶出机构。在定模顶出系统工作时，它的开模行程必须严格控制，防止当开模行程太大时使得动模与定模顶出装置之间的拉杆发生断裂。在使用上述的系统的时候，为了避免废料比例增加以及成型中压力损失太大的问题，在主流道较长时可以加长喷嘴从而深入模具的内部进行注射的方法，这样就可以变相的让主流道的长度变小。4.8.1 定模顶出机构的设计1）脱模力的计算为了方便计算，先暂时将主型芯上滑动镶块的作用放在一边，这样能够方便的对该塑件进行更加详尽的受力分析。可以列出相应的平衡方程，具体可以见图4.6。 方程参数：摩擦力为F 为脱模力，为包紧力 摩擦系数为 脱模斜度=。其中 将定为0.2，则包容面积A=10790.7 ，单位面积包紧力p可以定为10Mpa。通过公式计算得=20643.7N。 图4.62）推件板厚度的确定可以通过公式来进行相应的计算。通过手册的查阅，推件板变形量定为 E弹性模量取为 取为450mmB取400mm。有上述数据可以计算出推件板厚度为t=30.8mm。3）定模顶出机构的工作行程这个顶出机构的目的就是使得塑件在脱离主型芯时能够顺利,与此同时还必须要完成内抽芯这项工序,最后主浇道还要能够自动脱落.为了达到以上目的，所以必须精准的确定开模行程.根据上文确定的主浇道的长度和塑件的总体的高度的数据,初次把开模的行程定为80mm,如果有什么不合适的地方，将会在之后的设计再度进行相应的调整。4.8.2 对合摆块分模机构的设计在塑件把手的地方那里内凹的球面和把手部分是由两个对合的摆块型芯进行相应的成型工艺的，当工作的时候按照圆弧形的轨迹摆动就可以进行抽芯动作，根据这个道理设计出了由摆块型芯、轴、摆块座和连杆一起组成的圆弧抽芯机构。这种类型的抽芯机构进行横向的分模抽芯的工作主要是通过驱动两瓣活动的型芯进行转动才得以进行.在工作时，这个机构开始先通过弹簧从而使得这个模具在首先分型前先后移楔柱,从而使得连杆和半球形的活动型芯得以运行,具体动作就是半球型的活动型芯围绕着轴再向着两侧外开始摆动从而得以完成横向的分模和抽芯工作。这类机构在工作的时候会受到很多因素的影响,因此很多的数据很难精确的确定下来。其中最关键的参数就是开模的方向上连杆此时的距离L。这个距离要保证两型芯是可以顺利脱离半球型的曲面并使得提手部位的分模过程顺利完成。L具体的距离可以参考相应的的动作示意图4.7。两个活动型芯在模具开模的方向上的临界状态下的运动的距离 两个活动型芯在进行横向的抽芯的时候在临界状态下的距离b 图4.7通过以下关系式：=R-h b= Rsin h=Rcos其中公式中的参数通过测试可以确定大约为。型芯的工作公称尺寸就可以作为半径R的尺寸，即为62.9mm。综合以上通过计算可以确定出 那么L取值可以大约取为35mm。并且连杆在开模方向上的运动距离L是需要略微小于分型面的开模距离的，这样的话它就可以和限位拉杆的限位距离互相对应了。即可去的开模行程取为42mm。最后楔柱的作用也是很重要的，它不仅起到了锁紧作用还起到了定位的作用。这样可以充分避免制件在成型的时候出现质量问题甚至缺陷。所以楔柱的圆锥形状头部也要能和半球型芯上的锥形孔的尺寸能够相互对应。具体尺寸会在零件图中给出。 4.9 导向机构的设计通常通过导向机构就能够使那种精度要求不是太高的模具的动、定模之间的位置确定变得准确。导向机构主要分为导柱导向和锥面导向定位两种方法，该设计采用的是导柱导向14。4.9.1 导柱设计考虑到导柱自身的配合直径d和模板的尺寸，最后决定将为动模推件板导向的导柱定为的标准直形导柱。它的标准参数值取d=， 再综合上该模具的上模部分的高度，选择mm。选择T8A作为它的材料。此外整个模具的导向系统则可以选择d=40mm的直导柱来进行导向，可以通过总装图来知道它的具体结构，它的尺寸参数如下：d=， ，考虑到方便固定所以取S=85，最后综合上述内容，将模具的总高度L定为315。具体结构见下图4.8： 图4.84.9.2 导套的设计因为为了能够和导柱进行配合，所以选择了相应的标准导套。它的结构与尺寸经过查阅可以确定下来：在这里可以选择带肩导套I型。详情如图4.9 图4.9它的标准参数值可以这么取 R=1.5 因为要保证导柱在上下模的导向精确，所以选择和所选的d= 40的导柱互相配合的导套，它们的共同参数分别为 ，那么各个导套的长度通过模板厚度来确定，分别可以选择为：，。因为定模具顶出机构是这个模具所采用的顶出结构，这样在开模的时候推件板和垫板都需要使用导柱，从而起到导向的作用，因此对应的中间轴套需要为导柱来进行相应的设计。因为它的配合直径尺寸和之前的导套尺寸是一样的，并且它的长度和推件板加上垫板的厚度总和是一样的，就不再多说。这个模具的导柱在布置的时候就是选用四根直径相同的导柱然后把它们呈对称布置，并且为顶出机构起到导向作用的导柱也是按找对称来进行分布的。动模板零件图上展示了它具体的布置和尺寸14。4.9.3 限位拉杆的设计如图4.10所示，可以通过使用模板的厚度来进行将限位拉杆的长度确定，此外，开模行程会对整个限位的距离来做出限制。在该设计中，可以将动定模的上限位拉杆的长度可以分别确定为和。直径d取为，D取为。 图4.104.9.4 弹簧的选用这个模具在进行首先分模时使用了弹簧作为限制，参考到弹簧在模具中大概会受到的冲击次数是在次之间，并且结合与它所配合的限位拉杆的直径，最后决定选择使用直径=38mm的标准弹簧。弹簧的其他参数：弹簧丝的直径d=4.5mm 节距t=12.9mm 最大的工作负荷= 最大工作负荷的时候单圈的形变=。4.10 成型零件的结构设计 该模具的工作零件分为半球状型芯、主型芯和动模镶件这几个零件。 动模镶件的设计因为考虑到是否方便加工和能否不浪费材料等因素，这个模具的凹模选择了镶嵌式结构。 凸模设计这个模具中的半球形状的型芯、 主型芯 、抽孔型芯以及滑块型芯都是凸模类零件的一部分。其中半算是比较复杂的结构就是球状型芯的结构了。并且需要考虑到滑块型芯和主型芯导滑槽之间的需要做到高配合，在进行加工的时候它们的精度是十分需要得到保证的。 第五章 成型零件工作尺寸的计算5 成型零件工作尺寸的计算由前文计算可以知道已经确定了所选用材料的收缩率为。再考虑到所要成型的零件的尺寸与塑件的尺寸精度公差的关系，取模具的制造公差。5.1型芯和型腔工作尺寸的计算具体的计算过程见表5.1。种 类零件名称塑件的尺寸计算公式零件的尺寸 型 腔 计 算 动 模 镶 块 型 芯 半 球 型 芯 型 腔 计 算 型 腔 主 型 芯 型 芯 型 芯 抽 孔 型 芯 滑 块 型 芯 表5.15.2 型腔侧壁和底板的厚度计算1）动模镶件侧壁和底板的厚度计算动模镶件型腔可以看作是一个整体式的圆形型腔，通过能够计算整体式型腔壁厚的公式参数说明：模腔压力取（），那么取=；动模镶件所选的材料是钢，材料的=。那么综上可以得出：=35.3。通过底板厚度的计算公式计算得出底板厚度是34.4。因为模具中不单单只有这些零件安装，还有其他零件也需要进行安装，所以最终将动模镶件的外形的尺寸确定为210mm2）动模镶件提手部位的侧壁厚度计算通过上述公式可以计算得提手部位的侧面盖壁的厚度为6.5mm，并将其整取为10mm。5.3 模具闭合高度的确定5.3.1 模具支撑固定件的设计因为前文已经将各个机构的活动空间的尺寸参数和工作零件的尺寸参数已经确定，那么就可以来确定模具的支撑与固定件的尺寸参数了。通过查阅相关资料，可以选择的标准模板，材料则选择为Q235钢。在能够保证圆弧抽芯的分模机构能够顺利工作的前提之下，可以将模具的定模固定板厚度定为63，此外考虑到动定模的座板的厚度在确定的时候需要满足的原则，一是能够在进行装配时满足各个需要，二是能够使用的时候强度能够达到需求，这就意味着需要在进行加工或者工作时不发生变形（锁模时受压力，开模时受拉力）。可以通过分析所得，开模的时候受拉力，所以各个螺钉的四周受到剪切力，此时机床的压板和螺钉便会和模板进行对拉从而造成弯曲，如此便可以根据这个原则进行相应的计算。显然当模板的面积越大，它的厚度越厚，在这里可以将定模座板的尺寸确定出来，即=40，动模座板的=25。在这里它外形的尺寸就可以定成，由此可得它的其它的模板尺寸也可以确定为。以及定模垫板=20，定模的推件板=30（已定）。通过这些零件的具体的装配要求可以确定出标准模板厚度，取为=80 ，在能够使得圆弧抽芯机构顺利运行的前提下可以确定动模垫板的尺寸，即=。综上模板的具体结构、尺寸以及公差精度方面的要求，可以参照相应的零件图。固定件则可以通过模具的外形尺寸来选用相应的标准螺栓。5.3.2模具闭合高度的确定综合上文所述可以计算出模具的闭合高度： H=+ =40+20+30+80+80+63+25 =338 第六章 注射机参数的校核6 注射机参数的校核6.1安装尺寸的校核通过上文可以了解到，该模具的外形尺寸可以定为。型注塑机的模板的最大安装尺寸为，所以可以使得模具的安装要求得到满足。 通过上文可以计算出模具在闭合时的高度，型注塑机能够允许的模具的最小厚度=，最大厚度=，这样就可以确定模具是满足安装条件的。6.2注射压力的校核经过相关资料可以知道，HDPE在注射时的压力一般在到之间,而所选注射机的公称注射压力为，现在可以将它的安全系数取为，那么计算可以得出K1=91Mpa-136.5Mpa，于是注射机压力是满足条件的。6.3锁模力的计算开模为了防止有溢料这种情况出现，设计准备选择的这个注射机的锁模力一定比它的型腔里产生的压力所导致的开模力要大。分析可得影响锁模力最主要的原因就是塑件在模具分型面上的投影面积的大小14。通过公式 式中参数：-注射时型腔压力 经过查阅相应的参考文献取其为-塑件在分型面上的投影出来的面积（）-浇注系统在分型面上的投影出来的面积（）-注射机的额定锁模力，按型号的注射机 那么额定的锁模力为计算可得塑件及浇注体系在分型面上投影出来的面积为那么经计算可得 176.7 cm2 110MPa = 1767KN1800KN因此可以确定注射机的锁模力是合格的。6.4模具的开模行程的校核通过前文可以知道塑件与主流道的总长度是80，其中一个分型面的开模行程为42，主分型面的开模行程可暂时定为35。并且可以知道型注塑机的最大开模行程=。 =80+35+40+10 =165此外考虑到在进行侧分型的时候抽芯距对模具的行程的影响是很小的，由此看来所选注塑机的开模行程是足够的。综上所述，型注塑机是可以让使用要求的得到满足的。 第七章 模具的工作原理及其特点7 模具的工作原理及其特点在这个模具开始开模时，动模先往后开始进行移动，通过弹簧的作用，其中的分型面开始进行第一次的分型运动，在运动开始后，楔柱不再保持锁紧状态。在分型的距离足够的时候，连杆使这个时候就会配合固定板和轴来驱使两个半球型的摆块型芯绕轴转动，从而可以完成圆弧抽芯的工序。分型面的分形过程在定距拉杆与挡片限位之后结束这个过程。随即分型面开始它的分型动作，这个时候塑件开始脱离动模镶件的型腔，最后塑件是停留在定模上的。分型面它的第一次的分型在当摆钩成功拉住凸块的时候结束。在此之后开始分开分型面，这个时候塑件开始被定模推板推动从而得以脱离型芯，同样的在这个时候斜滑块就同时顺着型芯的斜向燕尾槽作滑行运动从而得以完成内侧抽芯的动作。当分型面分型结束的时候需要挡片对定模推板有一定的限制。当动模在进行运动的时候会产生拉力，这个拉力可以通过摆钩和凸块斜面之间的相互作用，可以让两个摆钩围绕各自的销轴螺钉并且与此同时也可以往钩子段所张开的方向开始进行摆动的动作，这样的话弹簧就会被压缩，最后摆钩和凸块就会被强行的分离，这样的话分型面就可以开始它的第二次的分型动作，在这次分型到位后就可以将塑件和流道里的凝固的原材料取出来。在摆钩和凸块分离之后，通过弹簧和固定在动模套板上的限位销可以把摆钩的位置限定住。在这个模具进行合模时，三个分型面按照、的顺序依次闭合，摆钩可以摆动直到越过凸块后就可以复位，这个同时斜滑块也可以复位，之后两个半球型的摆块型芯也随即复位闭合，楔柱在这个时候将它锁紧。这个模具的最主要的特点就是在定模上设置的那三个斜滑块可以将塑件的那三处内侧凹槽得以成型；在动模上也是同样的，设置了用于将塑件的半球型内凹和提手部分进行成型的对称的半球型的摆块型芯，这对型芯可以按照圆弧轨迹进行摆动从而可以进行抽芯动作。整个模具结构不臃肿、工作方便靠得住，是可以达到全自动工作的目的。 设计总结设计总结经
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