模具设计及制造塑料盖设计

1、模具设计及制造塑料盖设计专业:机械工程自动化学号:0701500108姓名：丁徐珂指导教师：黄晓华摘要本文介绍了摩托车灯罩的模具设计过程。本设计对塑件在模具中的位置和 分型面位置、选择浇注系统与排溢系统、成型零件的结构、合模导向机构、推 出机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统的设计方案做了充分的论证，并 优化选取最合理的设计方案。 对于塑件的侧孔处理， 采取了斜导柱侧抽芯脱模， 带有脱模斜度的孔，则利用塑件的脱模斜度替代侧抽芯，简化了模具结构。通 过对型芯支承板和型腔板的计算，保证了模具的优良使用性，优化了模具的结 构设计，使得模具结构紧凑。关键词：注射模；凸模； 型芯； 斜导柱侧抽芯；Ab

2、stractThis text introduced the mould design process of the motorcycle lampshade. Determining the plastic part in mould and selection of the parting line, the feed and runner system design, the core/cavity creation structure design, the guide pin and guide bush , the plastic ejector structure , exter

3、nal undercuts and cooling and ejection system designing, they all be analyzed in this text, and choose the best design. With the hole in the side of product deal with Angle Pin, if the hole oblique, makethe use of tilted detrusion straight, so the structure of the mould will be simplify. By the cacu

4、late of the cavity plate and backing plate, make the mould used working order, optimized the mould structure, make the mould structure compact.Keywords: injection mould; Raised mold； Core； Later parting Core with Angle Pin;目录摘 要 IAbstract III绪 论 1第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取 31.1 塑件结构和技术要求的分析 31.1.1 塑件结构分析

5、31.1.2 塑件零件图技术要求分析 31.2 塑料材料的成型特性与工艺参数 31.2.1 基本特性 31.2.2 主要用途 41.2.3 成型特点 41.3 模具材料的选取及热处理 41.4 注射机的选取 5第二章 确定模具的结构方案 72.1 确定塑件在模具中的位置和分型面位置 72.1.1 型腔数目的确定 72.1.2 塑件在模具中的位置和分型面的方案确定 72.2 选择浇注系统与排溢系统的方式 102.2.1 浇注系统的设计和浇口的选择 102.2.2 排溢系统的设计 142.3 成型零件的结构设计 152.3.1 凹模 152.3.2 凸模和型芯 172.4 合模导向机构设计 182

6、.4.1 导向机构的作用 182.4.2 导柱导向机构 192.5 推出机构设计 202.5.1 推杆推出机构 212.5.2 推件板推出机构 212.5.3 推出机构的导向与复位机构设计 222.6 侧向分型与抽芯机构设计 242.6.1 两小孔的抽芯机构设计 25262塑件中侧面 $ 45的大孔的结构设计 272.7 温度调节系统 282.7.1 模具温度调节的重要性 282.7.2 冷却系统的设计原则与冷却系统的结构 29第三章工作尺寸的计算和注射机的校核 313.1 模架各零件的计算和选取 313.1.1 腔板尺寸的计算 313.1.2 型芯固定板尺寸的计算 343.1.3 模架各板尺

7、寸的选取与校核 343.2 注射机的校核 373.2.1 校核锁模力： 373.2.2 校核注射压力 373.2.3 校核模具的闭合厚度 383.2.4 校核最大开模行程 383.3 型腔、型心尺寸的计算 393.3.1 型腔尺寸的计算 393.3.2 型芯尺寸的计算 413.4 斜导柱和其它零件的尺寸计算 433.4.1 斜导柱的计算与确定 433.4.2 其它零件的计算 45第四章型腔加工路线设计 484.1 型腔加工路线设计 484.1.1 型腔加工工艺路线的论证 484.1.2 加工工艺的确定 484.2 模具的安装 494.2.1 动模部分组装 494.2.2 定模部分组装及总装配

8、50第五章经济可行性分析 51第六章结 论 52参考文献 53附录I附录n致谢绪论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。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具也提出了越来越高 的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速 度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数， 所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也 将逐步增大。以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求 量巨大；建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点；高速

9、公路的迅速发展，对汽车轮胎模具也提出 了更高要求。我国塑料模具工业和今后的主要发展方向：1 、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于 塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发 展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CA技术。CAD/CAM技 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAMfe术的硬件与软 件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作

10、用。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采 用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的 原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。气体辅助 注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。气体辅助注射成型比 传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的 大型制品， 模具设计和控制的难度较大， 因此开发气体辅助成型流动分析软件， 显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，研究开发高压注射成型工艺与 模具也非常重要。4 、开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5 、提高塑料模标准

11、化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和 模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业 的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本， 模具标准件的应用要大力推广。6、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分 必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。 采用三坐标测量仪或扫描 仪实现逆向工程是塑料模具 CAD/CA啲关键技术之一。研究和应用多样、调整、 廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。摩托车是我国重要啲机电出口产品之一，其全球化特征非常明显。来自国 家海关啲统计， 2003 年我国共出口摩托车整车 302.5 万辆，仅次于日本，位居

12、 世界第二，这说明我国摩托车工业正在融入全球经济大潮之中。目前我国摩托 车行业是一个非常有前景啲行业， 我国摩托车市场还有很大啲发展空间 。市场 前景虽广阔，但是得需要质量做前提，才能在未来啲激烈竞争中获胜。现在，随着物价啲上涨，摩托车配件啲生产成本也提高了很多，而且生产 厂家也比以前多了许多，竞争剧烈。为了能够生存和发展，提高竞争能力，这 就有必要降低配件啲生产成本。降低配件啲生产成本，除了在原料买进压底价格之外，还可以通过改进生 产方式，这其中也包括技术改进。在这里我通过改进模具结构方式来进一步降 低摩托车前灯罩啲生产成本。第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取1.1 塑件结构和技术要求

13、的分析1.1.1 塑件结构分析由塑件零件图可见， 在塑件的左右两边各有一个小孔， 正前方有一个大孔， 顶部亦有一通孔，而内侧则有一个挂勾。在大孔的一面有一个脱模斜度，塑件 的内表面粗糙度要求比较低，而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型 腔表面进行抛光。塑件零件图技术要求分析由塑件零件图中的技术要求可见，此零件材料为聚丙烯，批量生产，塑件 精度为 5 级，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可 满足要求。因为塑件是批量生产，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比 较高。1.2 塑料材料的成型特性与工艺参数由摩托车前灯罩零件图中的技术要求可知，塑件材料为聚丙烯，其特点如 下

14、：1.2.1 基本特性聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更轻。密度 仅为0.900.91 g/cm3。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉、抗压 强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用聚丙烯注射成型一体铰链，经过 7X 107次开闭弯折未产生 损坏和断裂现象。聚丙烯熔点为 164170C，耐热性好，能在100C以上的温 度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15 C,低于-35 C是时会脆裂。聚丙烯 的高频绝缘性能好。因不吸水，绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的 作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。1.2.2

15、主要用途聚丙烯可用作各种机械零件如法兰、 接头、汽车零件和自行车零件。 作水、 蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。1.2.3 成型特点成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕、及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80C左右，不可低于50C，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过 高会产生翘曲现象。1.3 模具材料的选取及热处理由塑件技术要求分析可知，型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。所以在本设计中，型腔板和型芯的材料，本人选取 40Cr,调质处理。模架各板 的材料和热处理参照模具设计与制造简明手册中

16、表 2-177 选取。则模具中 各板的材料和热处理如表 所示：表模具材料明细零件名称材料牌号热处理方法硬度定模板45调质HB230 270型腔板40Cr调质HRC54 58型芯40Cr调质HRC54 58型芯固定板45调质HB230 270支承板45淬火HRC43 48推板45淬火HRC43 48推杆固定板45模脚451.4注射机的选取塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积 （cm）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系 按模具设计与制造简明手册中式 2-54校核：V件w 0.8V注式中 V 件塑件与浇注系统的体积（cm3）;取V件=80cnn

17、;V 注注射机的注射容量（cn3）；0.8最大注射容量利用系数。则有：1.25X 80=100 cm3< V 注根据V注100 cm和模具设计与制造简明手册表 2-40初步选取的注射 机型号为XS- ZY- 500。其主要参数如下：螺杆直径（mr） © 65;注射容量（cmi）: 500;注射压力（MPa： 104;锁模力（kN）:3500 ;最大注射面积（cm"）: 1000;模具厚度（mr）：最大450,最小300;模板行程（ mm）：700；喷嘴： 球半径（mm： 18;孔直径（mm： © 7.5 ; 定位孔直径（mr） © 15000.06

18、 ;顶出：中心孔径（mr） © 150;两侧孔径：© 24.5 ;孔距：© 530第 二 章 确定模具的结构方案2.1 确定塑件在模具中的位置和分型面位置型腔数目的确定在设计实践中，型腔数目的确定，一般考虑的要点有：1、料制件的批量和交货周期；2、量控制要求；3、成型的塑料品种与塑件的形状及尺寸；4、塑料制件的成本；5、所选用的注射机的技术规范。 根据上述要点所确定的型腔数目，既要保证最佳的生产经济性，技术上又 要充分保证产品的质量，也就是应保证塑料制件最佳的技术经济性。因此根据 本塑件的形状及尺寸，确定型腔的数目为一模一腔。2.1.2 塑件在模具中的位置和分型面

19、的方案确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的 接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这 样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它 与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的 流动充填特性及塑件的脱模， 因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具 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

20、选出较为合理的方案。在选择分型面 时一般应遵循以下几项原则：1、分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2、确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；3、保证塑件的精度要求；4、满足塑件的外观质量要求；5、便于模具加工制造；6考虑对成型面积的影响；7、要考虑排气效果；8、考虑对侧向抽芯的影响。对于灯罩塑件，预定的几个分型面方案如下:其分型面的设计如图所示，这种设计方式共有两个分型面，首先在A 处分型面进行定距分型，然后在B处分型。首先在A处分型是因为考虑到塑件 有两个© 10的小孔不能随型芯直接脱出，所以要对两个小孔设计侧向抽芯构。 这种方案的优点如下：1. 两个分型面分型不会在塑件表面产生飞边

21、、痕迹。2. 模具便于制造；方案(二)：其分型面的设计如图所示，这种设计方式共有三个分型 面；除了在A、B处有分型面外，它还利用了塑件的对称性，在中间多设了一个 分型面。在A分型面分型的同时，中间的分型面亦进行分型，型腔板向左右两 边移动，在移动了一段距离停止分型后 B分型面才开始分型。这种方案的优点是：通过多设了中间这个分型面后，省去了对两小孔的侧 向抽芯机构，但缺点是会在塑件的表面产生分型痕迹，影响塑件的外观质量。图分型面(a)图分型面（b）万案（三）：其分型面的设计如图所示，这种设计方式和方案（一）一样，也是有 两个分型面，只是塑件的安置方式不同，在方案（三）里的塑件将会留在定模 内，塑

22、件顶出机构不好设计，不方便取出塑件，同时产生的凝料也比方案（一）方案（二）多，而且也要考虑对两小孔的侧抽芯问题。根据分型面选取一般应遵循的原则和其它因素，比较了三个方案的优缺点 后，在本设计里决定采用方案（一）的分型面方式。2.2 选择浇注系统与排溢系统的方式2.2.1 浇注系统的设计和浇口的选择浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响 很大，而且还与塑件所用的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计 是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本规 则：1了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性；2采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；3浇注系

23、统设计应有利于良好的排气；4防止型芯变形和嵌件位移；5便于修整浇口以保证塑件外观质量；6浇注系统应结合型腔布局同时考虑；7流动距离比和流动面积比的校核。 因为本塑件不是大型或薄壁塑料制件，所以无需进行流动距离比和流动面 积比的校核。（1）、主流道设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为 止的塑料熔体的流动距离。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机 喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替地反复接触，属于易损件，对材 料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式 （也 称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素

24、工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷 嘴为同一轴心线。主流道衬套形式如图 221 所示，图 221 a 为主流道 与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；图 2. 2. 1 b和图2. 2. 1 c所示 为将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。在本设计 中，为了安装与拆卸方便，所以采用图 2. 2. 1 b的形式。(a)(b)(c)图主流道衬套(2) 、浇注口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模之后有时还需修 改浇口尺寸。无论采用什么形式的浇口，其开设的位置对

25、塑件的成型性能及成 型质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的重要环节， 同时浇口位置的不同还影响模具结构。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件 的结构工艺特征、成型质量和技术要求，并综合分析塑料熔体在模内的流动特 性、成型条件因素。以下几项原则可以参考：1、尽量缩短流动距离；2、浇口应开设在塑件最大壁厚处；3、必须尽量减少或避免熔接痕；4、应有利于型腔中气体的排除5、考虑分子定向的影响；6避免产生喷射和蠕动(蛇形流)；7、不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；8、浇口位置的选择应注意塑件外观质量。预先拟订浇注口位置的设计方案有两种，如图所示，分别为在I处和II处。根据上面的几项

26、原则来分析：如果开在I处，那就产生浇注口不平衡，而 且会影响塑件外观质量，而在II处开浇注口是非常平衡的，也尽量缩短了塑料 的流动距离，不影响塑件的外观质量，浇口凝料也易于去除，还能够同时填充满型腔，故选择在II处开浇注口图222浇口位置(3) 、浇口的选择浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇注 系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及 尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。根据所采取浇口的位置，拟订采用浇口的形式如下：1、环形浇口 环形浇口主要用来成型圆筒形塑件，它开设在塑件的外侧， 采用这类浇口，塑料熔体在充模时进料均匀，各处料流速度大致相

27、同，模腔内 气体易排出，避免了使用侧浇口时容易在塑件上产生的熔接痕，但浇口去除较 难，浇口痕迹明显；2、 轮辐浇口 轮辐浇口是在内侧开设的环形浇口的基础上加以改进，由四 周进料改为几段小圆弧进料，浇口尺寸与侧浇口类似。这样浇口凝料易于去除且用料也有减少，这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛，但塑件易产生多条 熔接痕从而影响了塑件的强度。3、潜伏浇口 潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口演变而来。这类浇口的分 流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处，塑料熔体通过型腔侧面 斜向注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致于因浇口痕迹而影响塑件的表 面质量及美观效果。三种浇口的优缺点经比较易见，环形浇口凝

28、料去除比较难，增加了工人的 劳动强度，所以不采用环形浇口。潜伏浇口的优点比较多，但因为本塑件是摩 托车灯罩的内部零件，对塑件的外表面质量及美观效果要求不是很高，只须能 保证其一般的尺寸精度就可，而轮辐浇口已经满足其设计要求。为了加工的方便性，所以决定采用轮辐浇口。（4）、分流道设计根据浇口位置而采取的轮辐浇口，因为由图 可以看出，塑件有四个浇 注口，而且塑件中芯离浇注口还有一段距离，所以就必须要设计有分流道。在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口 之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流 入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的

29、过渡段，因此要求 所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体 尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小。为便于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道 截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。分流道截面形状及尺寸应根据塑料制件的结构 （大小和壁厚）、所用塑料的工艺特性、 成型工艺条 件及分流道的长度等因素来确定。由理论分析可知，圆形截面的流道总是比任 何其他形状截面的流道更可取，因为在相同截面积的情况下，其比表面积最小 （流道表面积与体积之比值称为比表面积） ，即它在热的塑料熔体和温度相对较 低的模具之间提供的接

30、触面积最小，因此从流动性、传热性等方面考虑，圆形 截面是分流道比较理想的形状。圆形截面分流道因其要以分型面为界分成两半进行加工才利于凝料脱出， 但这种加工的工艺性不佳，且模具闭合后难以精确保证两半圆对准，故生产实 际中不常使用。而U形截面分流道容易加工，且塑料的热量散失及流动阻力均 不大，经过多方面的考虑，在本设计里采用 U形截面的分流道。（5）、冷料穴的设计 在完成一次注射循环的间隔，考察注射机喷嘴和主流道入口小端间的温度 状况时，发现喷嘴端部温度低于所要求的塑料熔体温度，从喷嘴端部到注射机 料筒以内约1025伽的深度有个温度逐渐升高的区域，深于此区域时才达到正 常的塑料熔体温度。位于这一区

31、域的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这 里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用 一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把 这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径相同 或略大一些， 深度约为 11.5 倍主流道大端直径， 最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。冷料穴的各种形式如图所示。图 223ac是底部带推杆的 冷料穴形式，图是端部部为Z字形拉料杆形式 冷料穴，是最常用的一 种形式，开模时主流道凝料被拉料杆拉出，推出后常常需用人工取出而不能自 动脱落；图是靠

32、带倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；图 是环形槽代替了倒锥形用来拉主流道凝料的形式，b图合c图适用于弹性较好的软质塑料，能实现自动化脱模。图和图是适用于推件板脱模的 拉料杆形式冷料穴。在比较了这几种冷料穴的特点后，和经过对塑件的结构分析，可能将采用 推杆将塑件推出，所以在这里预先选用图形式的冷料穴，若塑件推出机构不宜为推杆推出而宜推件板推出的话，那将再重选冷料穴形式。图浇口形式排溢系统的设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受 热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体，不被 排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等

33、 成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧 焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度， 因此设计 型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填的均匀合 适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设 溢流槽以容纳余料，也可以容纳一定量的气体。注射模具成型时的排气通常以如下四种方式进行：1、利用配合间隙排气；2、在分型面上开设排气槽排气；3、利用排气塞排气；4、强制性排气。 在本设计中，利用配合间隙就足以满足排气的需要，所以就无须再设计其 它方式排气。2.3 成型零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件

34、称为成型零件，包括凹模、型芯、 镶件、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体 的高压、料流的冲杀刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。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，成型零件还要 求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔 的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据 成型零件的加工、热处理装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的 工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。2.3.1 凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构不

35、同，可分为整体式和组合式两类。1、整体式凹模 整体式凹模由整快材料加工而成。2、 组合式凹模 组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。 按组合方 式的不同分为以下几种形式： 、嵌入式凹模 、局部镶嵌式凹模 、底部镶拼式凹模 、侧壁镶拼式凹模 、多件镶拼式凹模 、四壁拼合式凹模根据以上这些原则和特点，本人对型腔的设计提出了三种设计方案，其设 计结构如下：方案（一）：如图所示：型腔根据塑件的结构特点，把型腔设计成左右两半拼合式。 这样的话，就方便了型腔的加工，降低了加工成本，但由于是两对半式拼合， 所以在拼合处塑件会产生痕迹，影响塑件的外观质量，同时使得模具安装困难。图2.3.1半拼式凹模方案（

36、二）：如图所示：这种方案的特点是结构加工效率高，装拆方便，节省了模 具加工需要的模具工具钢材料，适合于多型腔或大型模具。图2.3.2镶拼式凹模方案（三）：如图所示：采用的是整体式型腔结构。它的特点是结构牢固，使用中 不容易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困难热处理不方便， 整体式凹模常用在形状简单的、中小模具上。因为塑件表面轮廓简单，而且塑件体积不大，加工后的模具整体尺寸也不 大，为了使得加工简单和节省模具制造成本，所以采用整体式凹模。凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比较大 的、主要内形的零件，又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上比较小的孔槽的

37、零件。图2.3.3整体式凹模主型芯的结构主型芯按结构可分为整体式和组合式两种。整体式结构牢 固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺实验或小型模具上的形状简单的型芯。组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同在此对型芯的机构提出两种方案：方案（一）：采用整体式型芯，因为采用了整体式型芯，型芯的加工制造就容易多了， 节省了制造成本。对于型芯内的结构布置也容易了许多，如水道、推出机构等 的设计，但因为塑件两边有凸出的台肩，所以其加工的工艺性就略差。方案（二）：经过对塑件的分析，如图234所示，因为塑件两边有凸出的台肩，对其 采取镶块处理，这样型芯的加工制造较容易，但镶块的加工和安装使得工序增 加

38、，从而延长加工周期，增加加工成本。在经过多方面的考虑之后，本人决定采取方案（一）的型芯结构方式。图灯罩塑件2.4合模导向机构设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的两件。合模导 向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向定位。导向机构的作用1、定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证形腔的形 状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。2、导向作用 合模时，首先时导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭 合，避免型芯先进入形腔造成成型零件损坏。3、 承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或 者由于成型设备精

39、度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担。需要增设锥面定位机构。4、保持运动的平稳作用。导柱导向机构导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。（1）、导柱导柱的结构形式 导柱的典型结构如图所示。图为带头导 柱，结构简单，加工方便，用于简单模具。小批量生产一般不需要导套，而是 导柱直接与模板中的导向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，只 需更换导套即可；图和图是有肩导柱的两种形式，其结构较为 复杂，用于精度要求高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔 直径与导柱固定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。其中图所示导柱用于固

40、定板太薄的场合，在固定板下面再加垫板固定，这种结构不 太常用。导柱的导滑部分根据需要可加工出油槽，以便润滑和集尘，提高使用 寿命。(a)(c)图2.4.1 导柱(b)在分析了以上三种导柱的特点后，因为本塑件的生产批量比较大，而且塑 件的精度要求也比较高，所以决定采用带头导柱与导套配合的导向机构，故导 柱采用图241 b的形式。（2）、导套导套的典型结构如图所示。图为直导套（I型导套），结构简单， 加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；图和图为带头导套（U型导套），结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便 于与固定孔同时加工，其中图用于两块板固定的场合。在本模具设计中，塑件对模具

41、的精度要求比较高，所以选用图（H 型导套）。图导套2.5推出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱落的过程，使 塑料件从成型零件上脱落的机构为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射 机合模机构上的顶杆或者液压缸来完成的。推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、 液压和气压推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构推 出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的 开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构 是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置， 将塑件推出或者从模具中吹出 推动机构还

42、可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机 构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。另外还可以根据 模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出 机构、二级推出机构、 浇注系统凝料的脱模机构； 带螺纹塑件的脱模机构等等。推出机构的设计原则：1推出机构应尽量设置在动模一侧。2保证塑件不因推出而变形损坏。3机构简单动作可靠。4良好的塑件外观。5合模时的正确复位。2.5.1 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常见的推出机 构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设 计成圆形、矩形等等。其中圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易 达到推杆合模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻 力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。合理地布置推杆的位置时推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分 布得合理，塑件就不