5汽车后尾灯灯体模具设计全套计算说明书

1、第一章 绪论1.1 引言1 .研究意义模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。 世界模具市场总体上供不应求， 市场需求量维持在 600 亿至 650 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13% 的年增长率（据不完全统计， 2004 年国模具进口总值达到 600 多亿，同时，有近200 个亿的出口） ，到 2005 年模具产值预计为600 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的

2、每年9000 多万美元增长到 2005 年的2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80% 的模具需要更换。 2003 年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004 年产销量各突破500 万辆，轿车产量将达到 260 万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大， 在发达国家往往占到模具市场总量的 20% 之多【1】。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。 1999 年中国模具工业总产值已达245 亿元人民币。 工业总产值中企业自产自用的约占三分之二， 作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，

3、冲压模具约占 50% ，塑料模具约占 33% ，压铸模具约占 6% ，其它各类模具约占 11% 。鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在和等省发展得最为迅速。目前，国已能生产精度达2 微米的精密多工位级进模，工

4、位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48英寸电视的塑壳模具、6.5K g大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具【2】。2. 国外发展现状在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为

5、衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室， 交通大学 CAD 国家工程研究中心、机电研究所精冲技术国家工程研究中心和工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成

6、型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献【3 】 。我国模具工业虽然有了长足的发展,取得了巨大进步,但是我们也要清醒地看到 ,我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后 1520 年 , 主要表现在模具精度、寿命、复杂程度、设计、加工、工艺装备等方面与发达国家有较大的差距，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大。目前我国模具生产厂点多数是自产自用的工模具车间（分厂）,商品化模具仅占1/3 左右。 从模具市场来看,国模具生产仍供不应求,约 20%左右靠进口 ,特别是精密、大型、复杂和长寿命的高档模具进口比例高达40% 。模具工业在我国

7、仍旧还是幼稚工业, 模具进出口逆差每年超过10 亿美元。随着我国加入WTO, 模具出口前景越来越好,我国模具工业还需发展得更快些,才能适应形势的发展。3 模具技术面临的问题虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。 例如， 精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国需求，因而需要大量从国外进口。可见 , 我国模具行业中高端人才匮乏， 模具制造技术相对落后， 模具工业的发展任

8、重而道远，模具行业大有可为 【4 】 。4 此课题设计任务及要求汽车灯具的塑件外形形状各异，生产用的注塑模具结构简单，有一模一件产品也有一模多件产品，比较适合于我们做毕业设计。我选择的产品为我公司的一种后尾灯灯体，将其模具设计作为我的毕业设计课题。该设计课题要用到非常多我们学过的注塑模具设计知识。 我将严格按照设计步骤将此灯体的注塑模具设计出来， 绘出装配图、零件图及所需要的图纸等并写出详尽的设计说明书。第二章 塑件结构及材料分析2.1 设计任务塑件尺寸图如下：色 mt «M NHAS-Wi -a-g 队mii如4«mw幻壬. a* 轧tA5-41.图2-1名称：汽车后尾灯

9、灯体要求材料：ABS色调：黑未注公差：一位小数按土 0.3mm,无小数按土 0.5mm机床：自行选定生产批量：中等产量根据零件二维图建模成的三维图如下:2.2 结构分析及材料工艺性分析2.2.1 结构分析塑件为汽车后尾灯灯体， 要求材料用 ABS 制造。 此零件两端为支撑座， 是为了与 汽车起连接和作用的，支架凹陷部分需要做成滑块。灯体两边各有一排小突台，是与灯镜相连接的，可以先尝试直接分模，如不行也需做成滑块结构。其余部分可以直接分模脱出，灯体底部有六个并排的螺栓连接杆，可以直接用顶针顶出。底部有5 个小通孔是为了穿入电线连接电源用。因此塑件总体的精度要求不高，但连接配合件精度要求较高。塑件

10、表面做成光滑面，外表面做成电火花花纹。从塑料零件图上可看出， 该塑件上下两端的支架需做成滑块抽芯， 否则塑件挡住，塑件取不出来。垂直于脱模方向的尺寸较小，初步选用滑块侧抽芯。2.2.2 工艺性分析精度等级：采用 7 级低精度（根据手册P45 表 2-20 推荐值选取） 5 。粗糙度：该塑件外表做电火花皮纹。脱模斜度：塑件拔模角度为 13 °（脱模斜度不包括在塑件的公差围，塑件外形以型腔大端为准，塑件形以型芯小端为准。 ） （手册 P28 表 2-1 ） 。根据塑件尺寸及精度要求，查手册P44 表 2-19 对塑件进行详细的精度标注，具体尺寸参见塑件零件图。2.2.2.1 ABS 性能

11、分析 6ABS 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS ， SAN ， BS 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代表丙烯月青，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。(1)力学性能：ABS有优良的力学性能， 其冲击强度极好， 可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。 ABS的耐蠕变性比 PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压 缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。(2)热学性能：ABS的热变形温度为 93118 C,制品经

12、退火处理后还可提高10c左右。ABS在-40 C时仍能表现出一定的韧性，可在-40100 C的温度围使用。(3)电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多 数环境下使用。(4)环境性能：ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯 代姓中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。2、成型性能：ABS同PS 一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS 具有良好的成型加工性， 制品表面光洁度高， 且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。比热容

13、较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定， 表面光泽。ABS 的热稳定性好，不易出现热降解现象。 ABS 的吸水性较高，吸水率：0.2%0.7%,加工前应进行干燥处理。 一般制品的干燥条件为 80C-85C, 24小时；对特殊要求的制品（如电镀），则需 70C-80C, 10-18小时（水分 控制在 0.2% 以下 ）。ABS 制品在加工中易产生应力， 如应力太大或制品对应力开裂绝对禁止， 应进行退火处理， 具体方法是制品置于70 -80 的热风循环干燥箱2-4 小时， 再冷却到室温即可。ABS 可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型，并以注塑法最广，挤出法次之。3 、注塑模工艺条

14、件:干燥处理：温度7085 C左右干燥24小时以上。熔化温度： 180250 ，注意最好不要超过240 。模具温度：一般情况5055 C,为了提高塑料件的表面质量，避免或减少熔接痕和缩痕，通常将模具温度提高到 7075 ，同时适当的增加保压时间。注射压力： 注射压力的选择跟诸多因素有关， 其大小主要取决于宿建德形体结构及其壁厚。可在实际生产中自行调试直到达到要求，一般，提高注塑压力，可以增加塑件的表面光泽度注射速度：采用中等注塑速度，往往能够获得较好的质量效果。速度太大时，物料易分解， 同时产生熔接痕和不光泽的缺陷。 塑件较薄的时候宜使用较高的注射速度。塑料件的后处理； ABS 塑件的成型收缩

15、率较小。但是，易产生应力。因此，应 该对成型塑料件进行热处理。4 、 ABS 主要技术指标：密度(Kg.dm-3)1.021.16比体积dm-3. kg-10.860.98吸水性%0.2 0.4收缩率%0.4 0.7熔点130160热变形温度0.46MPa90 1080.1850MPa83 103抗拉屈强度MPa50拉伸弹性模量MPa31.8 103抗弯强度MPa80冲击韧度K g.dm-2无缺口261有缺口11布氏硬度9.7体积电阻系数Qcm166.9 10162.2.2.2 ABS 的注射成型工艺参数【 5】（ 1 ）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min ）： 30 60 （ 3 ）预

16、热和干燥：温度（°C ）70 85时间 （h）2 4（4）密度（g/ cm3 ）: 1.02 1.16（5）材料收缩率（） : 0.4 0.7（6）料筒温度（°C） ：后段 180 200中段 190 210前段 200 210（7）喷嘴温度（°C） ： 180 200（ 8 ）模具温度（°C ） ： 40 80（9）注射压力（MPa ） ： 70 100（10 ）成形时间（ S） ：注射时间35冷却时间12 75总周期15 80（ 11 ）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可2.2.2.3 ABS 塑件的常见主要及消除措施：主要缺陷：缺料、气孔、飞边、变色及

17、银丝、出现熔接痕等。消除措施：加大主流道、分流道、浇口和注射时间、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度等方法。 （此处不做过多赘述）第三章 模具基本形式确定和相关参数校核3.1 模具结构形式的拟定3.1.1 确定型腔数量及排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定7 。该塑件除部分连接件精度略高， 整体对精度要求不高， ， 再依据塑件的尺寸大小和形状结构，初步采用一模二腔的模具结构。3.1.2 模具结构形式的确定方案

18、一 . 多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小 型塑件，可采用此结构。方案二 . 多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。该塑件外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采用多型腔单分型面的设计。最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不利因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。第二是点浇口。塑料注射时，在点浇口以

19、高速注入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方便移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的

20、同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除8 。综上所述，从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单分型面垂直分型，选用侧浇口，初步设计为上下左右对称，每个模腔两个浇口。3.2 初选注塑机的型号的规格决定注塑机型号和规格的主要参数是塑件的体积（注塑量）和锁模力。此外除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有

21、关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号 9 。3.2.1 有关塑件的计算由 Pro/E体积 密度质量软件分析可得：=58.824(cm3)=1.02(g/ cm 3)=60 (g)3.2.1 注射机型号的确定参见市面上常见的卧式注塑机，并根据塑件的体积初步选定用HTF160J /TJ B型(卧式)注塑机10。此型号注塑机的主要技术规格如下表：表3-1注塑机的主要参数理论注射容积(cm 3)320螺杆直径(mm)45注射压力(MPa)140注射速率(g/s)70最大注塑面积(cm 2)350螺杆转速(r/m

22、in)0 175锁模力(kN)1600拉杆间距(mm)455火455移模行程(mm)420模具最大厚度(mm)500模具最小厚度(mm)145锁模形式双曲肘3.2.2 注射机及型腔数量的校核1、主流道的体积约为：V(cm3) 3.14 0.32 (3.14 19.4) 6.3702、该模具总共需填充塑件的体积约为：V(cm3) 58.824 2 6.37 1243.2.3 注射机及参数量的校核1.注射量的校核注射机一个注射周期所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的 80% 以 11。在一个注射成形周期，需注射入模具的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注 系统两部份容量或质量之和，即

23、V nVz Vj或 M nmz mj式中 V （m）一个成形周期所需射入的塑料容积或质量（cm3或g）;n 型腔数目Vz （mz）单个塑件的容量或质量（cm3或g）。Vj （mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量（cm3或g）c故应使nVz Vj 0.8Vg或 nmz mj 0.8ma z jg式中Vg （mg）注射机额定注射量（cm3或g）。根据容积计算nVz Vj 124 0.8Vg可见注射机的注射量符合要求2. 型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，止匕外，还受塑件 的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确定型腔数 nKm N

24、 m2m1式中 KmN注射机的最大注射量的得用系数，一 一注射机允许的最大注射量；一浇注系统所需塑料的质量或体积（股取 0.8 ;g 或 cm3);m 1 单个塑件的质量或体积（g或cm 3）。所以需要0.8 320 124qn 58.8242考虑到零件结构复杂以及生产需求经济性的要求，以及模腔的对称性，决定选择一模二腔3. 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核12注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大， 需要的锁模力也就越大。 如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系：nA1A2A式中

25、A注射机允许使用的最大成型面积(mm2)A1 单个塑件在模具分型面上的投影面积A2 流道在模具分型面上的投影面积注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(nA1A2) p F式中符号意义同前。所以需要2 义 7941.48+1776.8=17659.76< A查得 ABS 的平均成型压力为 80 (cm2/MPa )176.5976 cm 2 乂 80=14127.8N< F(1600KN)符合要求4. 最大注射压力

26、校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力P max ,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：PmaxKP0很明显，上式成立，符合要求。5. 模具与注射机安装部份的校核喷嘴尺寸注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应 13 。模具厚度模具厚度 H （又称闭合高度）必须满足：Hi H H式中 H min 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距；H 注射机允许的最大模厚。max注射机允许厚度145 VH=281 <500符合要求。6. 开模行程校核5开模行程 s （合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，

27、对于单分型面注射模：Smaxs H 1 H 2 5 10mm式中 H 1 摧出距离（脱模距离） （ mm ） ；H 2 包括浇注系统凝料在的塑件高度（ mm ）开模距离取H 1 = 50包括浇注系统凝料在的塑件高度取H 2 = 62.5mm余量取 8则有：Smax > s = 62.5+50+8 =121.5符合要求。第四章 模具结构设计和相关尺寸计算分型面位置的确定4.14.1.1 分型面的选择分开模具能取出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分离面或称分模面，注射模只有一个分型面。 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素， 它与模具整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱出和模具的制造工艺等

28、有关。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、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，应根据分型面选择的原则和塑件的外形合理的选择分型面6 。4.1.2 分型面的方向位置分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。选择分型面的位置时，一般应遵循以下几项基本原则 14 ：分型面应选在塑件外形最大轮廓处，一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处。确定有利的留模方式， 便于塑件顺利脱模， 一般使塑件留在动模一边， 利于脱模。保证塑件的精度，如将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征

29、同心度。轴芯机构要考虑轴芯距离。满足塑件的外观质量要求。便于模具制造加工。注意对在型面积的影响。对排气效果的影响，分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。一般在分型面凹模一侧开设一条深0.025 0.1mm 宽 1.56 mm 的排气槽。亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气。对侧抽芯的影响等。在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。4.1.3 分型面的确定根据以上原则，可先确定分型线即凸模凹模的接触线。如下图所示：图4 1（凸台放大部分）在分型线的基础上确定该模具的分型面即为穿过分型线且垂直于脱模方向的平面，第一次分型面使灯盖的外表面和凹模脱出

30、，表面和凸模脱出。位置如下图图4-2 第一分型面侧抽芯分型面：图4-3侧抽芯分型面4.2浇注系统的形式和浇口的设计4.2.1 浇注系统的形式设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具流经的通道。浇 注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射 模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的 成型效率有直接的影响15。考虑到制件的精度等级不高，以及一模二腔的成型模式，结合经济性考虑，采用 主流道加分流道的浇注系统浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、外在质量等影响效大， 而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效

31、率等相关。对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：(1) 了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。(2)采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。(3)浇注系统的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。4.2.2 主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为一般

32、为 2 ° 4 ° 6 。1 、主流道的尺寸（ 1 ） 主流道小端直径主流道小端直径d =注射机喷嘴直径+ 23=1.5 + 2 3 取 d = 3.5 （mm）。（ 4 ） 主流道长度主流道长度L ,根据准模架及该模具结构，取L = 85 （mm）0（ 5 ） 主流道锥度主流道锥角一般应在2 6°,取a = 2,所以流道锥度为a/2=1 ° <（ 6 ） 主流道大端直径主流道大端直径D = d+2Ltg （ a/ 2 ） （ a=2 ° ）弋6 （mm ）（ 7 ） 主流道大端倒圆角倒角 D/8 弋 0.75 （mm ）图4-4 主流道

33、形式2、主流道衬套的形式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 熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设 计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热 处理。一般采用碳素工具钢如 T8A、T10A等，热处理要求淬火5357 HRC。主 流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴 心线。图4-5 主流道的位置主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小 型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。该模具尺寸较小，主流

34、道衬套可以选用整体式。设计出主流道衬套的尺寸如图5-4所示：主流道衬套的固定形式如图5-5所示：4.2.3分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道。(1)分流道的截面形状 常见的分流道截面形状有圆形、梯形、 U形、半圆形 和矩形等。圆形和方形分流道的效率最高。但是方形截面流道不利于冷凝料的推出， 且不利于加工。所以在此选用圆形分流道，圆形需开设在分型面两侧，且对应两部分 必须相互吻合。(2)分流道的截面尺寸 一般圆形分流道的截面直径为 2 12mm ,对流动 性好的塑料，可以取较小，对于多数塑料直径一般取 5 6mm。此处选用6mm <(3)冷料穴的设计 冷料穴的设置是根据浇注系统

35、的需要来设置的，它它既可 以设置在主流道的末端，还可以设置在分流道的转向处，并迎着上游料流的方向。此 处既有分流道也有主流道，所以一共设置三个冷料穴，主流道一个和两个分流道各一 个。冷料穴的直径和分流道的直径大小一样，长度为直径的此处选为1.5 ,冷料穴深度为1.5X6=9mm 。1.52倍4.2.4 浇口的设计浇口的设计与塑料的品种、塑件形状、塑件壁厚、模具的结构以及注射成型的工艺参数都有关。对浇口的总体设计要：要使融料以较快的速度进入并充满型腔，同时在型腔充满后冷却封闭。一般要求浇口截面小，长度短，这样可以提高料流的剪切速率，有利于充满型腔；同时有利于快速冷却封闭；且便于塑件与浇口冷流料的

36、分离，保证塑件的外观质量。设计浇口应该注意以下问题。（ 1 ）应避免引起熔体破裂（ 2 ）浇口应该设置在宿建德最大壁厚处（ 3 ）应该有利于排气（ 4 ）有利于减少熔接痕和提高熔接痕强度（ 5 ）防止型芯变形（ 6 ）考虑塑件的收缩变形及分子取向（ 7 ）应考虑塑件的外观此处综合考虑最终选择浇口的类型为侧浇口，形状为扇形，位置位于塑件侧面与分型面相接处。4.3 合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对 中定位。4.3.1 机构的功用导向机构的功用 定位作用； 导向作用； 承

37、载作用； 保持运动平稳作用。 定位机构的功用 对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用 导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求5 。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不需要用定位机构，可直接由导向机构定位。4.3.2 导向结构的总体设计191 、导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导

38、柱和导套压入后变形；2 、该模具采用 4 根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置；3 、该模具导柱安装在动模板上，导套安装在定模板上；4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角；5 、各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；6 、在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏；7 、当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。4.3.3 导柱的设计1 、该模具采用带头导柱，且不加油槽；2、导柱的长度必须比凸模端面高度高出68mm ;根据模具结构，导柱长度取90mm 。3 、为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或

39、球形的先导部分；4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为 ?30 ；5 、 导柱的安装形式， 导柱固定部分与模板按H7/m6 配合。 导柱滑动部分按H7/f7或 H8/f7 的间隙配合；6、导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4加；7 、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢 T8A、 T10A 经淬火处理，硬度为 55HRC 以上或 45# 钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC 以上。导柱尺寸如下:35图4-64.3.4 导套的设计1、结构形式：采用带头导套（I型），导套的固定孔与导柱的固定孔

40、可以同时钻， 再分别扩孔，以保证其配合精度；2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔剩余空气；3、导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为Ra0.4加 导套外径按H7/m6 或H7/k6配合镶入模板6;4、导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导 柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导套三维示意图如下：图4-74.3.5 导柱与导套的配合形式导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定，该模具采用的配合形 式如下图所示：图5-8导柱与导套的配用4.4脱模推由机构的设计结合零件的结构，本模具采用顶针作为脱模推出机

41、构注射成型机的动模安装一侧设有脱模推出机构，有的使用液压推动，也有用机械 推动。总之，在塑件成型后，动模随注塑机活动动模座后退到一定距离，就开始由注 塑机的脱模机构推动模具的推板和推杆固定板，由推板或推杆等使塑件从动模上推出4.4.1 脱模机构的选用原则(1)使塑件脱模时不发生变形(2)推力点的分布依脱模阻力的大小合理安排(3)推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂(4)推杆的强度和刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形(5)推杆位置痕迹须不影响塑件外观(6)脱模机构的运动应保证灵活，可靠，不发生误动作顶杆位置分布如图：图4-9一个模腔周围设置12个顶针，与动模最高平面相平，一端固

42、定到推板固定板, 与板上的孔配合，顶部平面与推板接触。此外凸模上的丝筒也起到了推出的作用，示意图如下：图 4 10一个塑件有6个螺柱，所以一个模腔需要用到 6套丝筒针，丝筒针一端与凸模 高度齐平，另一端的分别的阶梯分别于推板和定模扳相接触，示意图如下：图 4-114.4.2脱模阻力计算塑件壁厚与其孔直径之比小于1/20 ,为薄壁壳体形塑件，且塑件断面为矩形, 故所需脱模力的计算公式如下5:E S L cos(f tan )0.1A1 k8 0.2 0.4 180000 0.998 （0.35 0.0524） 55185N1 0.38 1式中 E 塑料的拉伸模量（N/cm 2）（可由表查得ABS

43、的拉伸模量为180000 ）;塑件的平均壁厚（cm）;L 塑件包容型芯的长度（cm）;塑料的泊松比（可由表查得 ABS的泊松比为0.38 ）;f塑料与钢材之间的磨擦系数（可查得 ABS与钢材的磨擦系数为0.35）;模具型芯的脱模角度（° ）;A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm 2）,当塑件底部上有孔时，A项应视为零；S塑件U缩率（）4.5侧向分型抽芯机构的设计当塑件上具有与开模方向不一致的侧孔，侧凹或凸台时，在脱模之前必须先抽掉侧 向成型零件（或侧型芯），否则就无法脱模.这种带动侧向成型零件移动的机构称为侧向 分型与抽芯机构.（一）分型与抽芯方式：1,手动侧向分型方式2,

44、机动侧向分型方式3,液压或气动传动侧向抽芯经分析及根据实际情况，设计为机动式分型与抽芯机构。机动式分型与抽芯机构分为弹簧，斜导柱（斜销，弯销）,斜导槽,楔块,斜滑块,斜槽，齿轮 齿条等八种20.选用斜导柱侧向分型抽芯机构。斜导柱倾角 常用1520 ° ,最大不得超过250 ： 取 =200 0斜导柱材料常用T8、T10碳素工具钢，或20钢渗碳处理，由于经常与滑 块摩擦，热处理要求硬度HRC 55,表面粗糙度Ra 0.8。与其固定的模板按H7/m6 过渡配合，与滑块孔采用较松的H11/b11间隙配合，或者在两者之间保留0.51mm 的间隙。(1)抽芯距的确定抽芯距S是指将活动型芯从成型

45、位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离。抽 芯机构的最大行程处必须要完全能使塑件脱出，并且能留有一定余量。由下图可以看出，抽芯距离必须大于侧型芯的最大尺寸处到塑件外端的最大尺寸 处。如果小于次距离塑件将卡在模腔无法取出。为了安全起见抽芯距通常比深度 的最大尺寸大23mm。所以抽芯距S=9.6+ (23),取12mm图 4-11斜导柱工作长度 L = s/sin = 12/sin200 = 35.08mm与s对应的开模距 H = sctg = 12ctg20 ° = 33mm查教材P195P196表5-20和表5-21 ,确定斜导柱直径 d = 012mm ,保 险起见，取d = 01

46、4mm 。滑块和型芯做成一体，材料用壁滑块常用材料45钢性能更优良的SKD61 ,满足 要求。滑块与导滑槽采用 H7/e6配合。滑块和导滑槽参照手册 P159表5-17设计。楔紧块采用45钢，螺钉固定，锁紧角应比斜导柱倾角大23° (取23 ° ),以保证开模时斜导柱的抽芯滞后于楔紧块与滑块的脱离。为了侧抽芯机构能够顺利地实现合模动作，避免开模后滑块由于惯性滑开距离过大而可能导致合模时折断斜导柱出现事故，需在型芯固定板上装4个对称布置的弹簧定位顶销。4.5.1侧型芯设计安装架处型芯:图4-12侧型芯上图为斜导柱抽芯机构，固定在动模前部，合模时，滑块由斜导柱和定模板上 的导向

47、斜面起导向作用，进入模腔并到达固定的位置。脱模时，可实现先由上示侧抽芯机构控制的抽芯动作，然后再实现塑件的脱模。在上图两孔中分别安装两弹簧，弹簧另一端与模具型芯底端接触，使得斜导柱脱 离滑块的时候型芯能保持抽出的状态，便于取出塑件。具体尺寸设计：根据模具的整体结构尺寸和抽芯机构抽芯距及抽芯力的计算，可确定抽芯机构型芯部分侧型芯的具体尺寸如下图：4.5.1 侧型芯座（滑块）设计侧型芯固定在滑块上并用螺栓连接，滑块上面的凹槽与侧型芯上的凸台配合 起到定位固定作用，滑块通过梯形槽固定在动模板上。中间的孔由斜导柱导向，斜面 与定模上的压紧面相接触。结构如下图：图4-14滑块具体尺寸设计：根据模具的整体

48、结构尺寸计算并考虑和侧型芯的配合，可确滑块 的具体尺寸如下图：图4-15滑块尺寸图4.6 成型零件的设计成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成 形杆和成形环。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中 受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可 能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢 料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型 腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定 型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型

49、零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆 等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素21 。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力， 因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核 21在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和

50、摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、 尺寸和表面。 在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。 在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许围。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。4.6.1 型腔型芯的结构设计（一）凹模的结构设计凹模也可以成为型腔，用以行程塑件的外形轮廓，按结构形式的不同可以分为整体式 ,整体嵌入式，镶拼组合式和瓣合式四种类型。此处选用的为整体嵌入式凹模，整体嵌入式凹模是将结构尺寸不大的式凹模采用

51、H7/m6 配合嵌入到凹模固定板或套版中进行，除具有整体整体式凹模的优点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理，主要用于生产批量较大的模具，可一模一腔或一模多腔。（二）凸模和型芯都是用来成型塑件表面的零部件，两者没有严格的区别。一般来讲，可以认为凸模是成型塑件整体表面的模具零件，而型芯则多指成型塑件上某些局部特殊形或局部孔，槽等所用的模具零部件，有时也可以称为型芯为成型杆。与凹模相似凸模和型芯的结构形式可分为整体式, 整体嵌入式， 镶拼组合式和组合式等不同的类型。此处选用的既有整体式也有嵌入式。 整体式凸模是用真快模具钢直接加工而成的，其优点是结构牢靠，不易变形，塑件无拼缝的痕迹；缺点是当塑件

52、表面结构较复杂时难加工，且模具材料消耗量加大。塑件底部的螺栓孔要做成嵌入式型芯型芯杆 （丝筒针） 单独加工后， 再被安装到模具的安装孔中。如下图：图 4-164.6.2 成型零件的选材5对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：4.6.3 工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢 种。2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra <0.05叩。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织 应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。3、耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷 热温度交变应力作用。一般的

53、高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表 面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺 寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限5 o4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种 塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取 1/2。此处根据图纸可 知塑件一位小数的公差为 0.15 mm ,无小数的公差为 0.3。模具制造公差1 1z (一 ),实践证明

54、，模具制造公差可取塑件公差的3 6即而且按成工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“ +也”，型芯尺寸不断减小则 取“-也”，中心距尺寸取现取- 3模具的磨损量(1 1)、， ，一，、， z 36实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1,对于大型塑件则取一以下。另外对于型腔底面(或型芯端面)，因为脱模方向垂66直，故磨损量6 c=0塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。c Smax Smin 0.7 0.4 -S%= 0.55%22模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定 的间隙。一般当模具