小型计算器外壳的模具设计

1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)小型计算器外壳的模具设计Microcalculators Shell Injection Mold Design学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学

2、生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本设计通过对小型计算器外壳工艺的正确分析，设计了一副一模两腔的塑料模具。在本套模具设计过程中详细地叙述了模具成型零件包括定模板、模仁、动模板、镶块、导杆、斜推杆、滑块等的设计过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，及推出机构、浇注系统以及

3、侧向分型、抽芯机构的设计过程，利用当今业界广泛应用的绘图软件pro/E、AutoCAD分析了各方案可行性，并绘出了整套模具，并对成型零件进行了计算。分析并选择了各个成型零件的材料，对其刚度，强度进行了校核，并对试模与产品缺陷作了介绍，最后进行了对模具工艺性与经济性分析。关键词 计算器外壳；注塑模具；设计Abstract The design is aim to accurately analyse the Shell craft of small calculator ,and designs mold two cavity plastic molds. (In this set of mol

4、d design process)make a clear introduction about the mold to take shape in detail the components after to decide the template, the mold kernel, moves the template, inlays the block, the guide rod, the oblique putter, the slide and so on the design process,selection of the important components craft

5、parameter,and promoted the organization, pours systematic as well as the lateral minute pulls out the core organization the design process, make use of field widespread application cartography software in the field like pro/E, AutoCAD to analyzed various plans feasibility,drew the entire wrap mold,

6、and to took shape the components to carry on the computation ,analysis and chooses has taken shape one by one the components material, the intensity has carried on the examination, and has made the introduction to the experimental mold and the product flaw, finally has carried on to mold technology

7、capability and efficient analysis.Keywords the Shell craft of small calculator injection mould design 目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 塑料模国内外发展现状12 拟定模具结构形式32.1 确定型腔数量及排列方式32.1.1 塑件成型工艺性分析32.1.2 塑料材料的成型特性32.1.3 脱模斜度52.1.4 型腔数目及排列方式52.2 模具结构形式的确定63 注射机型号的确定73.1 注射量的计算73.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算73.3 选择注塑机

8、73.4 注射机有关参数的校核73.4.1 由注塑机料筒塑化速率校核模具的型腔数n83.4.2 注射机的最大注射量校核型腔数量83.4.3 开模行程的校核83.4.4 注射量校核84 分型面位置的确定105 浇注系统形式和浇口的设计115.1 主流道设计115.1.1 主流道尺寸115.1.2 主流道衬套的形式115.1.3 主流道剪切速率校核115.1.4 主流道衬套的固定125.2 分流道设计125.2.1 分流道的布置形式125.2.2 分流道长度125.2.3 分流道的形状、截面尺寸以及凝料体积135.3 浇口的设计145.4 排气槽的设计156 模架的确定167 成型零件的设计与计算

9、177.1 成型零件钢材选用177.2 凹模的结构设计177.3 凸模的结构设计187.4 成型零件工作尺寸的计算187.4.1 平均收缩率计算型腔尺寸187.4.2 按平均收缩率计算型芯尺寸207.5 模具强度的校核217.5.1 整体式矩形型腔侧壁厚度计算227.5.2 整体式型腔底板厚度计算238 导向机构的设计258.1 合模导向零件机构的作用258.2 导柱导向机构258.2.1 导柱258.2.2 导套导269 脱模机构及复位机构的设计289.1 推出机构的组成289.1.1 推出机构的组成289.1.2 推出机构的分类289.1.3 推出机构的设计原则289.2 本模具的推出机构

10、299.2.1 推出机构的选择299.2.2 斜推杆299.3 脱模阻力的计算309.4 复位机构设计3110 抽芯机构的设计3210.1 机构分类及机构选择3210.2 抽拔距与抽拔力及机构组成3210.2.1 抽拔距3210.2.2 抽拔力3310.2.3 滑块3410.2.4 导滑槽3410.2.5 楔紧块3411 冷却系统的设计3611.1 冷却系统的计算3611.2 冷却系统的结构与布置3711.2.1 冷却通道设计的基本原则3711.2.2 冷却装置的结构3712 塑件质量的分析3912.1 合格的塑件应满足的要求3912.2 模具性能3912.3 次品分析3913 注射模具选材4

11、113.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材4113.2 模板零件的选材4113.3 浇注系统零件的选材4113.4 导向零件的选材4113.5 侧向分型与抽芯机构的选材4113.6 推出机构零件的选材4113.7 其它零件4213.8 该套模具所用材料的性能比较4214 模具的试模与修模4314.1 试模中遇到的问题4314.1.1 粘着模腔4314.1.2 粘着模芯4314.1.3 粘着主流道4314.2 成型缺陷4314.2.1 注射填充不足4414.2.2 溢边（毛刺、飞边、批锋）4414.2.3 制件尺寸不准确4415 模具工作过程及工艺性与经济性分析4615.1 模具工作过程4

12、615.2 工艺性与经济性分析46结论47致谢48参考文献491 绪论模具被称为“工业之母”，是国民经济的基础工业。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀，发展极其迅速。为了适应社会发展需要，满足企业对人才的需求，近年来，我国各级学校大多开设了“模具设计”专业，并将“塑料成型工艺及模具设计”作为主要必修课。本论文的主要目的是：开发一套塑料注射模具。1.1 塑料模国内外发展现状80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30左右。在未来

13、的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具，六点五公斤大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星，某有限公司制造多腔光碟和影碟齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、轴度、动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。另外生产厚度仅为0.08毫

14、米的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02毫米0.05毫米，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量，寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模，高效多色注射模，镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司，天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了MOLD的气辅软件，取得了较好的效果。如益宇气辅设备等公司就能为用户提

15、供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10，与国外的5080相比，差距较大。在制造技术方面的CAD/CAM/CAE一体化技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的的CAD/CAM系统，如美国EDS公司的UG软件，美国参数技术公司的专业/ Emgineer，美国简历公司的CADS5，英国Deltacam公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE，以色列公司的Cimatron公司等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资

16、金，但在我国模具行业中，实现了的CAD/CAM的集成，并能支持两院技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具的CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模的CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA电子图板系统，华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及工程院软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况，能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具的CAD/CAM技术创造了良好条件。12 拟定模具结构形式2.1 确定型腔数量及排列方式2.1.1 塑件成型工艺性分析该塑件是一小型计算器外壳，如下图2-1、

17、图2-2所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，材料为聚丙烯（PP，20%40%短玻纤增强），在本设计中选用的收缩率为0.5。成型工艺很好，可以注射成型。该产品主要用于计算器外壳，要求表面光滑、无明显的浇口痕迹，故采用潜伏式浇口，利用弹簧滑块机构来实现侧抽芯。图2-1 计算器外壳图2-2 塑件尺寸。9 脱模机构及复位机构的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出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。9.1 推出机构的组成9.1.1 推出机构的组成推出机构主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出机构的

18、导向与复位部件等组成。推出机构中，凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。9.1.2 推出机构的分类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、液压和气动推出机构。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，将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还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、推件板推出机构、成型推杆（块）推出

19、机构、多无综合推出机构等。另外，也可根据模具的结构牲来分类。9.1.3 推出机构的设计原则推出机构应尽量在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，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。(1）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包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。(2）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

20、塑件顺利地脱模。(3）良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(4）合模时的正确复位设计推出机构时，还应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。9.2 本模具的推出机构9.2.1 推出机构的选择（1）采用普通推杆和斜推杆，每个塑件有5个普通推杆，一个斜推杆，共为6个；（2）推杆应设在脱模阻力大的地方；（3）推杆应均匀布置；（4）推杆应设在塑件强度、刚度较大处，故设在塑件有弧度处；（5）推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/f7或H8/f8的间隙配合；（6）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面0.050.10mm； （7

21、）推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm1mm的间隙（由于该套模具各塑件的6个推杆分布不是很紧凑，故采用单边0.5mm的间隙），这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象；（8）推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度为Ra0.8。9.2.2 斜推杆斜推杆柱的斜角一般为5°10°，最大不得超过15°，本设计采用5°，斜推杆的尺寸如下图所示，在本设计中，虽然推杆长度很高，但是由于尺寸比较小,且推杆的宽度相对于塑件足够大，故完全符合其强度、刚度的

22、要求，但在模具中则考虑其他尺寸的装配，材料多采用优质钢材T8A、T10以及20号钢渗碳处理，淬火硬度55HRC以上。表面粗糙度要求Ra1.6，具体形式如图9-1所示：图9-1 斜推杆 (1) 最小开模行程计算最小开模行程是指抽出侧滑块所必需的开模运动距离H，其公式如下： 式（9-1）式中 H最小开模行程，mm； S抽拔距，为7mm； 斜推杆斜度，5°； (2) 斜推杆的强度校核其公式如下： 式（9-2）式中 斜推杆的强度，MPa； L1力臂长度，m； d斜推杆的长度，m； 而钢材的许用应力为200MPa，所以选取的斜推杆直径符合要求。9.3 脱模阻力的计算塑件壁厚与其内孔直径之比大于

23、1/20，为厚壁壳体形塑件，且塑件断面为圆环形，故所需脱模力的计算公式如下：（分别计算定、动模上型芯的脱模阻力） 式（9-3） 式中 E拉伸模量，聚丙烯为6.5 成型平均收缩率，为0.5% t塑件的平均厚度，约为1.6mm L塑件包容型芯的长度，为1mm 泊松比，0.32 ø脱模斜度，为2° f塑料与钢材之间的摩擦因数，为0.3 R型芯直径，为R=1.7m B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm2），当塑件底部有通孔时10B项应视为零 K1由f和ø决定的无因次数，可由下式计算： 1 K2由（=R/t）和ø决定的无因次数，可由下式计算 =5.94

24、代入得 Q=716.88N0.71688kN根据本模具的设计，本模具的动力机构完全可以克服脱模力，本脱模机构设计完全符合标准，具体图参看装配图。9.4 复位机构设计有脱模机构就必须有复位机构，复位机构得作用主要是脱模后回到合模状态以进行下一次注射，本模具中虽然有侧向抽芯机构，但是由于是内测抽芯，且滑块较小，与推杆的干涉问题不大，故可以直接采用一般的复位机构，可以满足设计的要求。其示意图如图9-2所示: 图9-2 复位杆10 抽芯机构的设计凡是能获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作的机构，统称为侧向分型抽芯机构，广义上讲，它是实现塑件脱模的装置。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一种是开模时首先完

25、成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；第二种是侧向抽芯或分型于塑件推出同步进行。10.1 机构分类及机构选择侧向分型机构类型很多，通常按动力来源分三种类型，其中机动侧向分型机构最常用。（1）手动侧向分型抽芯机构 设有此类分型抽芯机构的模具结构比较简单，且生产率低，劳动强度大，抽拔力有限，故在特殊场合才采用。（2）机动侧向分型抽芯机构 一般指借助注射机的开模力或顶出力于合模力进行模具侧向分型、抽芯及复位动作机构。这类机构经济性好，效率高，动作可靠，适用性强。其主要形式有：弹簧分型抽芯、斜销分型抽芯、弯销分型抽芯、斜滑块分型抽芯、齿轮齿条分型抽芯等，其中以斜销分型抽芯用的最广泛。（3）液压（气压）侧向分

26、型抽芯机构 系指以压力油（或压缩空气）作为动力源，驱动模具进行侧向分型、抽芯及复位的机构。这类机构的主要特点是抽拔距离长，抽拔力大，动作灵活，不受开模过程限制，常在大型注射模中使用，如注射机本身带有备用液压缸，尤为适用。根据本模具实际情况，本设计属于内侧抽芯机构，且型芯尺寸很小，不需要很大的抽拔力，故可以直接采用滑块抽芯，抽拔力很小，用弹簧来提供这个推动力就足够了，塑件两侧抽芯，每侧都可设置一弹簧，方便且实用，而且对推杆等装置不会产生影响。10.2 抽拔距与抽拔力及机构组成10.2.1 抽拔距 将侧向型芯或拼合凹模（滑块）从成形位置抽拔或分开至不妨碍脱模位置的距离称为抽拔距。一般抽拔距取侧孔深

27、度加13mm，这里为1mm，如图10-1所示为本塑件的抽拨距： 图10-1 抽跋距本塑件孔深为1mm，半径为0.85mm。虽然相对塑件本身来说比例很小，但由于是内测抽芯，必须考虑到塑件的整个尺寸，所以在设计抽芯机构的时候还得设计一个楔紧块作为定位机构。抽芯距的计算公式如下： 式（10-1）式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，7mm； mm10.2.2 抽拔力抽出侧向型芯或分离侧向凹模所需的力称为抽拔力，抽拔力的计算与脱模力计算相同，抽拔力的计算公式如下： 式（10-2）式中 E拉伸模量，聚丙烯为6.5 成型平均收缩率，为0.5% t塑件的平均厚度，约为1.6mm L芯的长度，为1mm

28、 泊松比，0.32 ø脱模斜度，为2° f塑料与钢材之间的摩擦因数，为0.3 R芯的平均直径，为1.7mm B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm2），当塑件底部有通孔时，10B项应视为零 K1由f和ø决定的无因次数，可由下式计算： 1 K2由（=R/t）和ø决定的无因次数，可由下式计算 =5.62代入得 Q=747.78N0.74778kN10.2.3 滑块 滑块是可动零件，滑块与侧型芯既可以做出整体式，也可以做出组合式，本设计的是整体式滑块，如图10-2所示，材料采用T8A钢，成形部位采用局部热处理达到要求硬度。塑件的小抽芯部分直接装在滑块上

29、,具体可以参考零件图。图10-2 滑块10.2.4 导滑槽导滑槽是维系滑块运动方向的支撑零件，因此要求滑块在导滑槽内运动平稳，无上下窜动和卡紧现象。对导滑槽与滑块的配合要求运动平稳，不宜过分松动，亦不宜过紧，其结构如图10-3所示。导滑部分的表面应有足够硬度，但在本设计中，滑块成形了塑件的外形为了减少制造成本，所以导滑槽的导滑部分表面硬度应稍低滑块的硬度,导滑槽直接设计在动模模仁内。图10-3 导滑槽10.2.5 楔紧块当塑料熔体注射入型腔，它以很高的压力作用于型芯，且由于本设计中的侧抽芯是内侧抽芯，弹簧一直处于一种压缩的状态，这样作用在滑块上的力就会迫使滑块外移。作用力等于塑料压力和沿滑动方

30、向塑料作用在型芯或模块上投影面积的乘积。由于滑块和弹簧的刚度较差，故常采用楔紧块面来承受这一侧向推力，同时楔紧块必须保证滑块准确定位，故可将楔紧块直接镶嵌在定模板内，方便开模。其示意图如图10-4所示:图10-4 楔紧块11 冷却系统的设计无论何种塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量也比较高。为了使模温能控制在一个合理的范围内，必须设计模具温度达到调节系统。冷却系统的设计是对模具进行冷却调节，从而达到控制模温的目的。对模具的冷却与塑料品种，塑件的形状与尺寸、生产效率及

31、成型工艺对模具的要求有关。11.1 冷却系统的计算塑料传给模具的热量与自然对流到空气中的模具温度、辐射到空气中的模具热量及模具传给注塑机的热量的差值即为用冷却水扩散的热量。忽略模具因空气对流、热辐射以及与注塑机散发的热量，不考虑模具金属热阻，可对模具冷却系统进行初步和简略的计算。根据设计要求，此注射模用于成形PP制品，用常温（20ºC）水作为模具冷却介质，其出口温度为25ºC，并且冷却水在通道内呈湍流状态，模具宽度为355mm需要设计冷却水孔直径d及开设的冷却水孔数。查手册 模具的温度为8090ºC，则平均温度为75ºC。成型周期为60s, PP成型时放

32、出的热量i=5.9×102 kJ/kg 这里取5.9×105J/Kg。 （1）单位时间内注入模具中的热量Q（Kg/min） =13×60×5.9×102=4.6×105 （2）求冷却水的体积流量V由下式得 式（11-1） =0.0022m3/min V冷却水的体积流量（m3/min） M单位时间内注入模具的塑料质量（Kg/min） 塑料成型时在模内释放的热焓量 （J/Kg） C冷却水的比热容（J/Kg·K） 冷却水的密度 （Kg/m3） t1冷却水的出口温度 （ºC） t2冷却水的进口温度（ºC） （3）

33、求冷却水孔直径 根据体积流量,有表查找和冷却水道要易于加工清理，一般水道的孔径为8mm左右,由于本模具A 板与模仁比较薄，选冷却水孔直径d=4mm （4）求冷却水在水孔内的流速 = （5）冷却水孔总传热面积A由下式计算： 式（11-2） = 60×460/18276×27.5=0.055 式中 A冷却水孔的总传热面积m2 M单位时间内注入模具中的塑料质量（kg/h） 塑料成型时在模内释放的热焓量（J/kg） T模具热度（） T冷却水的平均温度（） 冷却孔壁与冷却水间的传热系数 为18276（KJ/（·h·） （6）求模具上应开设的冷却管道的孔数 0.05

34、5/3.14×0.006×0.355.8611.2 冷却系统的结构与布置11.2.1 冷却通道设计的基本原则（1）冷却通道离凹模既不能太远有不能太近，以免影响冷却效果和模具的强度，通常其边距为10-20mm。（2）冷却通道的不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏水。（3）冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。冷却通道直径一般为8mm左右。进水管直径的选择，应使进水处的流速不超过冷却通道中的水流速度，要避免过大的压力降。（4）水管的接头部位，要设置在不影响操作的方向，通常朝向注射机的背面。（5）水管与水嘴的连接处必须密封，防止漏水。（6）进出口冷却水温差不宜过大，避免

35、造成模具表面冷却不均匀。11.2.2 冷却装置的结构塑料制件的形状是多种多样的，对于不同形状的塑件，冷却水道的位置与形状是不一样的。封头塑件属于中等深度的塑件，当考虑到塑件较小，壁厚不大，分型面为一平面，且定模上有镶块，采用只在定模板一侧等距离钻孔的形式。其分布如图11-1所示：图11-1 冷却水道12 塑件质量的分析12.1 合格的塑件应满足的要求（1）尺寸、粗糙度符合图纸要求；（2）形状完整无缺，表面光泽平滑，不得产生不允许的各种成形缺陷及弊病；（3）推杆残留凹痕不得过深，一般不超过0.5mm，不存在推出不良和脱模不良等弊病；（4）飞边不得超过规定要求；（5）保证塑件质量稳定。12.2 模

36、具性能（1）各工作系统坚固可靠，活动部分灵活平稳，动作互相协调，定位起止正确，保证稳定正常工作，满足成型要求和塑件质量及生产效率；（2）脱模良好，塑件留落方向符合设计要求 （3）嵌件安装方便，可靠，正确；（4）对成型条件及操作要不苛刻，便于掌握投产；（5）各主要受力零件有足够强度及刚性；（6）模具安装平稳性好，调整方便，工作安全；（7）加料、取料把及塑件方便安全；（8）消耗塑料少；（9）配件及附件的使用性能良好。12.3 次品分析表12-1 次废品原因分析名称原因分析填充不足：主要由于供料不足、融料填充流动不良，充气过多及排气不良等原因导致填充型腔不满，塑件外型残缺不完整。1.装料不足，装料不

37、匀或不易成型部位装料少；2.成型压力小或预热过度、不足或不匀；3.塑料流动性太差；4.塑料内含水分及挥发物多。；气泡：融料内充气过多或排气不良，导致塑件内残留气体，并呈笔记较小或成串的空穴。1.塑料含水分及挥发物多，预热不良；2.料温高，加热时间长，塑料降解分解；3.注射速度快。；表面波纹：融料沿模具表面不是平滑流动填充型腔，而是成半固化波动状态沿型腔表面流动或融料有滞流现象。1.塑料流动性差；2.料温、模温、喷嘴温度低；3.供料不足。 续表12-1名称原因分析翘曲，变形：脱模不良，冷却不足，素件强度不足模具变形等原因使塑件形状畸变，翘曲不平或型孔偏，壁厚不均匀等现象。1.模温高，模具应冷却；

38、2.塑料塑化不匀，供料不足或过量；3.成型温度范围小，冷却时间短，脱模时 ，塑件受力不匀或脱模后冷却不当黑点、黑条：塑料分解或料中可燃性挥发物，空气等作高温高压下分解燃烧，在塑件表面呈现黑点，黑条纹。1.塑料分解；2.料筒、喷嘴及模具具有死角滞料分解。脱模不良：由于填充作用过强，模具脱模性能不良等原因，使塑件脱模困难或脱模后塑件变形、破裂。成型时间太短喷嘴与浇口套间有加料。粘附浇口套。有杂质、异物；1.塑料顶分解变质；2.预热时混入异物。表面不光泽：模具粗糙度不良，融料和模具不密合，料温及模温不当使塑件不光亮，呈乳白色或发乌。1.塑料含水分，挥发物过多；2.塑料流动性差；3.料温及模温过高或过

39、低。13 注射模具选材13.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材表13-1 成型零件的选材零件名称材料牌号热处理方法硬度说明型腔45调质216260HB用于形状简单、要求不高的型腔、型芯淬火4348HRCT8A、T10A淬火5458HRC形状简单的小型腔、型芯CrWMn40Cr4Cr5MoSiV淬火5458HRC用于形状复杂、要求热处理变形小的型腔、型芯或镶件型芯20CrMnMo渗碳淬火20CrMnTi13.2 模板零件的选材表13-2 模板零件的选材 零件名称材料牌号热处理方法硬度垫板（支承板）45淬火4348HRC动、定模板动、定模座板调质230270HB固定板45调质230270HB

40、Q235A垫块45、Q235A推件板T8A、T10A淬火5458HRC45调质230270HB13.3 浇注系统零件的选材主流道衬套选用T8A、T10A ，热处理采用淬火，硬度达到5357HRC。13.4 导向零件的选材表13-3 导向零件的选材零件名称材料牌号热处理方法硬度 导柱T8A、T10A淬火5055HRC20渗碳、淬火5660HRC 导套T8A、T10A淬火5055HRC13.5 侧向分型与抽芯机构的选材斜滑块选用40Cr， 热处理采用淬火，硬度达到5458HRC。13.6 推出机构零件的选材表13-4 推出机构的选材零件名称材料牌号热处理方法硬度推杆T8A、T10A淬火5458HR

41、C推板45淬火4348HRC推块、复位杆45、T8A淬火4348HRC推杆固定板45、Q235A13.7 其它零件表13-5 其他零件的选材零件名称材料牌号热处理方法硬度定位圈45淬火4348HRC各螺钉45淬火4348HRC浇口套45淬火4348HRC弹 簧65Mn13.8 该套模具所用材料的性能比较表13-6 材料性能比较钢号切削加工性淬透性淬火不变形性耐磨性耐热性Q235A优差差45优差差中差T8A优差差中差T10A良差差良差40Cr良优优优良14 模具的试模与修模试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映，以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。14.1 试模

42、中遇到的问题首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏，这是试模首先应当解决的问题。14.1.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：(1)注射压力过高，或者注射保压压力过高；(2)注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模；(3)冷却时间过短，物料未能固化；(4)模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩；(5)型腔内壁残留凹槽，分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。14.1.2 粘着模芯(1)注射压力和保压

43、压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显；(2)冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大；(3)模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化；(4)机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化；(5)可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进；14.1.3 粘着主流道(1)闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩；(2)料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化；(3)主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩；(4)主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51mm。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜

44、破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。14.2 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。14.2.1 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件，这种现象极为常见，其主要原因有：（1）熔料流动阻

45、力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。（2）型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。（3）锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。14.2.2 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，

46、而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：（1）注射过量（2）锁模力不足（3）流动性过好（4）模具局部配合不佳（5）模板翘曲变形14.2.3 制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大，这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。（1）尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值，这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。（2）尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大

47、，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小，此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸改变，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。15 模具工作过程及工艺性与经济性分析15.1 模具工作过程模具装配试模完毕之后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下：（1）对塑料PP进行烘干，并装入料斗；（2）清理模具型芯、型腔，并涂上脱模剂，进行适当的预热；（3）合模、锁紧模具；（4）对塑料进行预塑化，注射装置准备注射；（5）注射，其过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模；(6) 脱模过程：开模时，开合模系统带动动模部分后移，随着主

48、分型面的分开，同时斜导柱带动滑块完成侧向分型抽芯（塑件与流道凝料留在动模），然后顶杆将塑件及流道凝料推出，最后将塑件取出；(7) 塑件的后处理：对塑件进行退火处理或调湿处理。15.2 工艺性与经济性分析模具作为“工业之母”，近年来有来极大的发展，因此在模具的设计过程中要考虑很多方面的问题，尤其对于一些中小企业，它们面临着大企业的技术、资金方面的巨大竞争，然而我国的绝大部分的模具企业都很小，在加入来WTO以后，我国企业还要面临国外那些具有很强竞争力都企业的挑战，我们做毕业设计是不能偏离现实生活的，比如说我们不能不计成本的设计，不能不考虑现实能不能加工出来，在工艺过程设计中，如能简化加工工艺过程，

49、对一套模具来说能节约很大的加工成本，对一些较常用的加工方法多用些，一些少用的加工方法能做到不用就尽量不用，在模具设计中还有一个很重要的问题就是关于模具的选材问题，在满足刚度，强度要求的情况下，尽量选择价钱便宜，加工性能相对好的材料 ，联系实际对模具设计很重要。本套模具采用标准模架，其中绝大部分成型零件都采用标准件，这样模具都互换性很好，有利于模具的修整，装配。对于本零件，零件表面比较复杂，且有抽芯，所以在模具的设计中，要充分考虑到各个成型零件的装配问题，尤其是抽芯部分与推杆干涉问题，通过计算，本套模具中不可能存在干涉的问题。对于主流道、分流道、浇口等则按实际要求设计，特别是浇口位置、形状选择十分重要，还有各个零件的强度、刚度的校核，在模具的设计过程中已经校核过，本套模具的任何一个零件都符合强度、刚度要求，各零件加工工艺很好。整体看本套模具，采用国标标准装配。模具的钢材尽量选择物美价廉的材料。模具的设计是面向市场的，不能因为价钱失去材料该有的性能，同样也不能因为材料需要就尽量选择性能最好的而增加成本，本设计第十三章列举了本套模具中所有所用材料。结论本次设计主要是针对