塑料模具设计毕业论文

课程设计论文论文题目作者姓名二OO

年月日word文档可编辑复制20102011年度毕业设计（文）任务书、设计论文）内容

分析零件的成形工艺性。制品的基本参数的计算及注射机选用。模具类型及结构的确定。模具和成型设备关系的校核。模具零件的必要计算。绘制模具装配图。绘制模具的部分零件的二维图编写设计说明书。、设计论文）的目的要求综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行塑料模具设计的实际训练从而培养学生独立工作的能力提高学生的实际分析能力和创新意识。加深学生对塑料模具设计基本理论的理解，培养学生设计和实践能力的重要环节和必要手段培养学生设计塑料模具的能力其目的是使学生全面了解与掌握注射模具的组成构原理及其设计方法与步骤等。培养学生将所学的模具知识、零件设计、制图、工艺、公差与技术测量等知识有机地结合在一起提高学生对模具零件设计制图等知识与技能的综合掌握与应用能力，培养其严谨的实验态度和分析解决问题的能力。掌握零件设计与加工的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。word文档可编辑复制、设计论文）主要技指标

模具的结构设计用CAD软件绘制装配图和部分零件的图；毕业论文撰写规范、论述清楚、文字精炼、计算准确，还应附有必要的插图。、进度排（共6周）阶段确定注射工艺方案模具设计

设计工内容资料的准备、查阅材料原始资料的分析注射机选用模目式

要求根据教材或手册

时间（）0.5装配图和零件

分置浇排统成主式侧构推定机构调设计的择的处理注塑机的校核模具结构总装图和零件工作图的绘制

根材或手册3.5按配图的绘制

图零件图制图标准

1撰写整理论文

撰写毕业论文、答辩准备1word文档可编辑复制塑料积木件图word文档可编辑复制目录引......................................................11结构工艺分析............................................51.1原据51.2塑析51.3塑析61.3.1ABS主要的性能特点...........................................71.3.2ABS的成型工艺性能1.3.4成形特性：...................................................1.3.5成形工艺：...................................................2

注射模的组..........................................92.1注成93注塑模整体结构设计.....................................103.1型定143.2分计153.3气计163.4浇计163.4.1主流道设计..................................................113.4.2浇口套的结构形式............................................123.5分计19word文档可编辑复制3.6浇计183.6.1浇口的作用..................................................193.6.2浇口设计的基本要点..........................................193.6.3浇口类型....................................................203.7冷计203.7.1冷料穴......................................................203.7.2拉料杆设计..................................................153.8合223.8.1导向机构....................................................223.8.2对导柱结构的要求............................................223.8.3导向孔......................................................163.8.4导柱与导套的配合............................................233.8.5导柱布置....................................................183.9塑计..................................................................24冷却计23.10.1模具温度调节的重要性.............................................................................253.10.2冷却参数的计算..........................................................................................253.11、成型零件的结构设计.............................................................283.11.1、凹模的结构设计.......................................................................................284相关理论计算及校.....................................294.1注择.....................................错误！未定书。4.1.1估算塑件体积..............................................................错！未定书签。4.1.2选择注射机....................................................................................................29注塑机基本参数294.3选机94.3.1体积计算....................................................224.3.2选择成型设备................................................224.3.3注射机参数规格..............................................224.4注核..............................................................................294.4.1最大注射量的校核............................................22word文档可编辑复制4.4.2注射压力的校核..............................................224.4.3锁模力的校核................................................164.4.4喷嘴尺寸的校核..............................................234.4.5定位圈尺寸校核..............................................184.4.6开模行程和顶出装置的校核...................................4.5零算..................................................................295.具结构的初步确.....................................36模架的选择5.2注材35.2.1塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材5.2.2模板零件的选材5.2.3浇注系统零件的选材5.2.4导向零件的选材5.2.5模架的选择.5.2.6推出机构零件的选材及推出方式5.2.7该套模具所用材料的性能比较模具结构总装图与零件工作图的绘制.......................39模具的试模与修模.......................................39注射机选定试模用注塑料4试模工艺0试模0修模0七总...................................................41word文档可编辑复制参考文.................................................42引言塑模功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，金必压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品所以模具制造业已成为一个大行业在高分子材料加工领域中用于塑料制品成形的模具称为塑料成形模具简称塑料模具。塑料模具优化设计，是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业农业国防和日常生活等方面获得广泛应用为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具塑料材料设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模具腔形状、流产尺寸表面粗糙分型面进浇与排气位置选择模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模具结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响除简易模具外一般来说制模费用是十分昂贵的大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中合理的加工工艺高效的设备和先进的模具被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求起着无可替代的作用高效全自动化设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥其应有的交通外塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意正日益为人们理解和掌握当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应是刻不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常常标志一个国家工业化的发展程度。我塑模状在模具方面我国模具总量虽已位居世界第三但设计制造水平总体上比德、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家1/3~1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术CAD技术CAPP技术，已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面专用塑料模具钢品种少规格不全质量沿不稳定模具标准化word文档可编辑复制程度不高系列化商品化沿待规模化CADCAE\FlowCool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少专业与柔性化相结合沿无规划企业大而全居多多属劳动密集型企业因此努力提高模具设计与制造水平提高国际竞争能力是刻不容缓的。塑模展势注射模CAD实用化挤塑模CAD的开发压模CAD的塑料专用钢材系列化塑料模CAD/CAD/CAM集成化塑料模标准化。word文档可编辑复制1构工艺分析1.1原始设计依据本塑件的外观要求表面光洁，要求无裂痕、斑纹、脱皮、分层、变形等缺陷。该塑件选用材料为ABS。塑件的二维图如图所示：图1-11.2塑件的结构及工性分析根据塑件图，使用Pro/e软件绘制其三维造型图，通过三维图可以较为直观地认识塑件的结构塑件的壁厚均匀依外形特点恰避免了侧抽芯内壁有八条加强筋以增强塑件的强度和刚度。塑件三维图如下所示：word文档可编辑复制300300图1－1.3塑件材料及成型性分析

图1-3根据塑件的工艺性分析可知，本设计选用ABS材料较为恰当。ABS是AcrylomtrileBidadieneStyrene的缩写形式为丙稀腈－丁二稀－本乙稀三元共聚物，属于无定性聚合物，密度为1.05g/cm。1.3.1ABS要性特ABS具有较强的综合性能，ABS塑料为无定型料，一般不透明。ABS无毒、无味成形塑件的表面有较好的光泽ABS具有一定的耐磨性耐寒性耐油性、耐水性、化学稳定性和电性能；具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度高。但是，在大气中老化性较差。的型艺能（1）使用前的准备ABS的吸湿性和对水分的敏感性较大在加工前要前行充分的干燥和预热。不单能削除水气造成的制品表面烟花状气泡带而且还有助于塑料的塑化减少制品表面的色斑和云纹ABS原料水分要控制在0.3%以下干冬季节干燥温度为75~80c,料厚层厚度为20~30mm干燥时间为2~3h夏季雨水天要在80~90c下干燥4~8个小时表面要求光泽的塑料须长时间预热干燥达小时此外，还要根据原料产地、储存、和运输状况，对于干燥条件适当调整具有较好的染色性一般采用浮染法原料要加入紫外线吸收剂和抗氧化剂以提高耐老化度。word文档可编辑复制000000000000000000000000（2）ABS的成型温度控制ABS是无定性材料，分解温度为270c，耐热性不是太好。因含有橡胶成分，过高的成型温度并会使流动性增加，相反会引起橡胶分解，流动性降低。同时，长时间的高温作用会造成降解交联和炭化所以成型时应严格控制温度在允许范围内。对柱塞式料筒温度应控制在160~230c，螺杆式料筒温度应控制在160~220c，喷嘴温度在170~180c范围内。ABS成型易取高料温、高模温，但料温过高易分解。对精度较高的塑件，模温宜取50~60

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c，对高光洁度，耐热塑件，模温宜取60~80

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c。较高的模具温度，制品外表面能够达到较光洁以避免合模线和陷坑等不良现象制品变形，但收缩率较大。一般的模具温度应尽可能低些。（3）注射压力的确定原则注射压力的大小主要取决于制品的结构和壁厚，一般控制在60~120Mpa。壁薄流道较长，流动阻力较大时，注射压力可高至130~150Mpa。壁厚，浇口截面较大流动阻力小时注射压力可略底些提高注射压力可以提高制品的光泽度。注射过程中保压压力的大小对制品的表观质量和银丝状缺陷都有较大的影响。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，在温度较高时，制品表面易雾化。压力过大，塑料型腔表面摩擦作用强烈，容易造成黏模。所以一定要调整配好保压压力和保压时间。保压压力为注射压力的30%~60%。保压控制得越低越好，保压最高时可1.5Mpa。螺杆前进速度采用慢速，一般不0.55~0.65m/s。（4）注射速度的确定ABS采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料容易分解，甚至烧焦，从而在制品上出现熔接缝，光洁度差，及浇口附近的物料发红等缺陷。但在生产调制品或复杂制品时，还是要保证有足够的注塑料。1.3.4成特：无定形塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。吸湿性强含水量应小于必须充分干燥要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等溢边料0.04mm左（流动性比聚苯AS差但比聚碳酸脂，聚氯乙烯好比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250c左右，比聚苯乙烯易分解要求精度较高塑件，模温宜取50c~60c，要求光泽及耐热型料宜取60c~80c。注射压力应比聚苯乙烯高，一般用柱塞式注射机时料温为180c~230c，注射压力为螺杆式注射机则取160c~230c，注射压力为100~140Mpa，螺杆式注射机则取160c~230c70~100Mpa为宜。模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但热水中预热可消失模斜度宜为以上。word文档可编辑复制

0000000000000001.3.5成工：1.注射成型工艺过程预烘干――装入料斗预塑—注射装置准备注射—注—保压——冷却——脱模——塑件送下工序清理嵌件、预热；清理模具、涂脱模剂—放入嵌件——合模—注射2.成形机类型：螺杆式密度：1.02~1.05g/cm

3计算收缩率：0.3~0.8%预热温度：80~85c预热时间：2~3h料筒后段：150~170c中段：165~180

c温度前段：180~200

c喷嘴温度：170~180c模具温度：50~80c注射压力：60~100Mpa成形注射时间：20~29s高压时间：0~5s冷却时间：20~120s总周期：50~220s螺杆转速：30r/min适用注射机类型：螺杆式、柱塞式均可后处理方法：红外线灯、烘箱温度：70c时间：2~4h说明：该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯-与丙烯脂共物（即AS）成形民上相似。word文档可编辑复制2

注射模的成2.1注射模组成凡是注射模均可分为动模和定模两大部分注射充模时动模和定模闭合构成型腔和浇注系统开模时定模和动模分离取出制件定模安装在注射机的固定板上动模则安装在注射机的移动模板上根据模具上各个零件的不同功能可由一个系统或机构组成。（1）成型零件指构成型腔直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件常有凸模型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后，成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。（2）浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统主流道流道、浇口和冷料穴组成。（3）导向与定位机构为确保动模与定模闭合时能准确导向和定位对中通常分别在动模和定模上设置导柱和导套型腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位有时为保证脱模机构的准确运动和复位，也设置导向零件。（4）脱模机构是指模具开模过程的后期，将塑件从模具中脱出的机构。3塑模整体结构设计型腔指模具中成形塑件的空腔而该空腔是塑件的负形除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而已。注射成形是先闭模以形成空腔而后进料成形因此必须由两部分或两部分以上形成这一空腔—型腔，其凹入的部分称为凹模，凸出的部分称为型芯。3.1型腔数量的确定其数目的决定与下列条件有关：1塑件尺寸精度开腔数越多时，精度也相对地降低，2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可一模二腔。3、级的精密注塑件，最多一模四腔。2模具制造成本多腔模的制造成本高于单腔模但不是简单的倍数比从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。word文档可编辑复制3注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模经济更为效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4制造难度多腔模的制造难度比单腔模大当其中某一腔先损坏时应立即停机维修影响生产。塑料的成形收缩是受多方面影响的，如塑料品种，塑件尺寸大小，几何形状，熔体温度，模具温度，注射压力，充模时间，保压时间等。影响最显著的是塑件的壁厚和同何形状的复杂程度。本设计根据塑件结构的特点，塑件形状较简单，质量较小，生产批量大较。所以应使用多型腔注射模具考虑到塑件无孔侧不必侧抽芯所以模具采用一模八腔、平衡布置。这样模具适中，生产效率高。如图所示：图3－13.2分型面的设计分开模具取出塑件的面称为分型面注射模有一个分型面或多个分型面分型面的位置一般垂直于开模方向分型面的形状有平面和曲面等但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面或曲面这样的分型面虽加工难但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。选择分型面时，应考虑的基本原则：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。2）确定有利的脱模方式，便于塑件顺利脱模从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边制件的壁相当厚但内孔较小时对型芯的包紧力很少常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模word文档可编辑复制00内这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边利用顶管脱模当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。3）保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸精度要求较高轴度要求高的外形或内孔，为保证其精度应尽可能设置在同一半模具腔内因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或圆弧的转角处。分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制作在型腔中的方位时尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。有利于浇注系统的合理处置。尽可能与料流的末端重合，以利于排气。本次设计产品的分型面如下图3－：图3－3.3浇注系统的设计3.3.1主道计浇口套的内孔（主流道）呈圆锥形，锥度2~6.若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料涡流，熔体前进时易混进空气，产生气孔；锥度过小，会使阻力增大，热量损耗大，表面黏度上升，造成注射困难。浇口套进口的直径d应比注射机喷嘴孔直径大0.5~1mm。若等于或小于注射机喷嘴直径在注射成型时会造成死角并积存塑料射压力下降，塑料冷凝后，脱模困难。word文档可编辑复制（3）浇口套内孔出料口处（大端）应设计成圆角r一般为0.5~3mm。（4）浇口套与注射机喷嘴在接触处的圆弧度必须吻合，设球面浇口套球面半径为SR，注射机球面半径为其关系式如下：SR=r+0.5~1mm浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。（5）浇口套长度（主流道长度）应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。（6浇口套锥度内壁表面粗糙度为Ra1.6~Ra0.8um,保证料流顺利易脱模。（7）浇口套不能制成拼块结构，以避免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。3.3.2浇口的构式浇口套的结构形式有两种一种是整体式既定位圈与浇口套为一体并压配于定模板内一般用于小型模具另一种为将浇口套和定位圈设计成两个零件然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本设计的模具为一副小型模具，故采用后一种结构形式，如下图：图3－浇口套浇注系统组成名称及尺寸:名称主流道小端直径主流道接口半径接口配合长度主流道锥度word文档可编辑复制

符号dRHα

尺寸/注射机喷嘴直径＋喷嘴球半径＋1=1943主流道大端直径过度半径横流道长度浇口半径浇口长主流道长

DrhRtL

D=d2L×（）=52220.51503.3排气槽的设计当塑料熔体注入型腔时如果型腔内原有气体使蒸汽不能顺利地排出将在制品上形成气孔、接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时还会因气体被压缩而产生的高温灼伤制件使之产生痕迹而且型腔内气体被压缩产生的反压力会降低充模速度影响注塑周期和产品质量别在高速注射时设计型腔时必须考虑排气问题。本模具采用分型面排气可满足要求这样设计可以减少加工成本减少一些不必要的工时，提高了工作效率。常用分流道断面尺寸推荐如表4-1所示。塑料名称，聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体

分流道断面直径mm4.8~9.51.6~9.51.6~9.53.5~108~108~12.55~105~108~10

塑料名称聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚

分流道断面直径mm3.5~103.5~106.5~166.5~8.03.5~8.06.5~106.5~102.4~106.5~13表4-1流道断面尺寸推荐值）长度：分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置从输送熔体使减少压力和热量损失的要求出发应力求缩短。2)断面尺寸：分流道断面面积应能保word文档可编辑复制

主流道拉料杆证型腔充满并补充因型腔内塑料收缩所需的熔体后方可冷却凝固因此分流道断面直径或厚度应大于塑件壁厚此要求查有关资料得ABS塑料分流道断面推荐直径4.8～9.5mm,由于本设计塑件较小，故本设计分流道取4mm。3)分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，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以制成半圆形流道模具上取圆形断面形状，直径为4mm3.5分流道的设计分流道式指主流道末端与浇口之间有一段塑料熔体的流动通道基本作用是在压力损失最小的条件下将来自主流道的熔融塑料以较快的速度送到浇口处充模同时在保证熔体均匀地分配到各型腔的前提下要求分流道中残留的熔融塑料最少，以减少冷料的回收。该模具采用半圆型分流道使得加工容易热量损失与压力损失均不大从而有利于成形。3.6浇口的设计3.6.1浇的用浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内口的作用是使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔型腔充满塑料后浇口能迅速冷却封闭防止型腔内还末冷却的热料回流。浇口设计与塑料制品形状料制品断面尺寸具结构射工艺参压力等）及塑料性能等因素有关。浇口的截面要小，长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭，便于使塑料制品分离，塑料制品的浇口痕迹亦不明显，塑料制品质量的缺陷，如缺料、缩孔、拼缝线、质脆、分解、白斑、翘曲等，往往都是由于浇口设计不合理而造成的。3.6.2浇设的本点尽量缩短流动距离：浇口位置的安排应保证塑料熔体迅速和均匀地充填模具型腔尽量缩短熔体的流动距离减少压力损失有利于排除模具型腔中的气体，这对大型塑件更为重要。浇口应设在塑件制品断面较厚的部位：当塑件的壁厚相差较大时，若将word文档可编辑复制浇口开设在塑件的薄壁处这时塑料熔体进入型腔后不但流动阻力大而且还易冷却以致影响了熔体的流动距离难以保证其充满整个型腔另外从补缩的角度考虑塑件截面最厚的部位经常是塑料熔体最晚固化的地方若浇口开设在薄壁处则厚壁处极易因液态体积得不到收缩而形成表面凹陷或真空泡因此为保证塑料熔体的充分流动性为了有利于压力有效地传递和比较容易进行因液态体积收缩时所需的补料，一般浇口的位置应开设在塑件壁最厚处。3）必须尽量减少或避免熔接痕：由于成型零件或浇口位置的原因，有时塑充填型腔时造成两股或多股熔体的汇合汇合之处在塑件上就形成熔接痕熔接痕降低塑件的强度并有损于外观质量这在成型玻璃纤维增强塑料的制件时尤其严重。一般采用直接浇口、点浇口、环形浇口等可以避免熔接痕的产生，有时为了增加熔体汇合处的熔接牢度可以在熔接处外侧设一冷料穴使前锋冷料引如其内以提高熔接强度在选择浇口位置时还应考虑熔接的方位对塑件质量及强度的不同影响。3.6.3浇类浇口的形式多种多样，但常用的浇口有如下种：直接浇口、侧浇口、扇形浇口平缝浇口环形浇口盘形浇口轮辐浇口爪形浇口点浇口潜伏浇口、护耳浇口等。本设计采用潜伏式浇口因为潜伏式浇口又称隧道式浇口是点浇口演变来的且吸收了点浇口优点也克服了由点浇口带给模具的复杂性用于多型腔模具以及塑件外表面不允许有任何痕迹时采用。3.7冷料穴的设计3.7.1冷穴当注射机示注射塑料之前，喷嘴最前端的融塑料的温度较低，形成冷料渣，为了集存这部分冷料渣进料口的末端的动模板上开设一个洞穴或者在流道的末端开设洞穴这个洞穴就是冷料穴在注射时必须防止冷料渣进入流道或模具型腔内否则将会堵塞流道和减缓料流速度进入模具型腔就会造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正对面的动模板上或者处于分流道的末端其作用是收集熔体前锋的冷料防止冷料进入模具型腔而影响制品质量冷料穴分两种一种专门用于收集存冷料一种除贮存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。根据需要不但在主流道的末端而且可在各分流道转向的位置甚至在型腔的末端开设冷料穴冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径d的1.5~2倍，如图。有的冷料穴兼有拉料的作用圆管形的冷料穴底部装有一根形头的拉料杆为钩形位料杆，这是最常用的冷料穴形式同类形的还有倒锥形和圆环糟形的冷料穴本设计采用常用的圆冷料穴。word文档可编辑复制图－冷料穴并不是所有注射模都需要开设冷料穴，有时由于塑料性能或工艺控制好，很少产生冷料或塑件要求不高时不设冷料精神分裂症果初始设计阶段对是否需要开设冷料穴沿无把握，可流适当空间，以便增设。拉杆计拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料使其随同塑件一起留在动模一侧其分为主流道拉料杆和分流道拉料杆，本设计只设计了主流道拉料杆图如下：图－拉料杆word文档可编辑复制3.8合模导向机构的计3.8.1导机导向机构对于塑料模具是必不可少的部件为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构。导向机构的主要作用：定位、导向、承受一定侧压等作用。a定位作用为避免模具装配时方位搞错而损坏模具且在模具闭合后使型腔保持正确的开关，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。b导向作用动定模合模时首先导向机构接触引导动定模正确闭合避免凸模或型芯先进入型腔以保证不损坏成型零件。C承受一定侧压力塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力由于注射机精度的限制使导柱在工作中承受一定的侧压力，此时，导柱能承担一部分侧压力。3.8.2对柱构要长度：导柱的长度必须比凸模端面要高出6－8毫米。以免导柱末导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。形状：导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。C材料：导柱应具有硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯、因此，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，或碳素工具钢T8、T10）经淬火处理硬度HRC50~55,导柱滑动部位按需要可设油糟。配合精度：导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。光洁度：配合部分光洁度要求6级，此外，导柱的选择还应根据模架来确定。由于模架大（400X400）所以设计成四导柱，据此导柱设计简图如下所示：word文档可编辑复制图3－导柱3.8.3导孔导向孔可以直接开设在模板上且设计为通孔这种形式的孔加工简单适用于生产批量小，精度要求较高的模具。对导向孔的结构主要有四点要求，分述如下形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的精度与配合一般A型用二级精度过度配合，B型用二级精度间隙配合。光洁度配合：部分光洁度要求级。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A硬度达到HRC50~55或采用20钢渗碳0.5~0.8厚，淬硬到HRC56~60.本设计导套装在动模板。3.8.4导与套配由于模具的结构不同选用的导柱的结构也不同本设计采用导柱与定模板的配合的结构简图如图所示：word文档可编辑复制图3－导柱与定模板配合简图3.8.5导布根据模具的形状大小在模具的空闲位置开设导柱孔和导套孔常见的导柱有2至4根不等其布置原则必须保证定模只能按一个方向合模此设计常用四根相同的导柱布置在动模固定板的四角。3.9塑件在注射成型的每一循环中塑件必须由模具型腔中脱出脱出塑件的机构称为脱模机构或顶出机构。脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类：按动力来源分类。分为手动脱模、机支脱模、液压脱模、气动脱模，本设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并开模到一定距离后，活塞的动作实现脱模。按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的顶出机构是顶杆顶出机构。顶杆的机构特点顶杆加工简单换方便脱模效果好顶杆设计的注意事项：顶出位置顶杆的顶出位置应设在脱模阻力大的地方，顶杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增在顶出面积，来改善塑件受力状况此时一般采用顶出杆顶出此设计的顶杆放置在产品的中央。径顶杆直径不宜过细，应有足够的刚度承受顶出力，当结构限制顶出面积较小是，为了避免细长杆变形，可设计成阶梯形顶杆。配位置顶杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高0.05~1mm，否则，会影响塑件使用。数量不保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，顶杆的数量不宜过多。word文档可编辑复制当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。a)脱模机构的确定由于制品分型面的确定遥控器上盖板脱模是没受到限制因此在塑件下表面设置推杆为了防止受礼不均匀采取对称式排列为保证顶出机构的运动平稳，顶杆受力均匀和复位，在顶出机构设置了导向、复位机构。3.10冷却系统设计注射模的温度对塑料熔体的冲模流动固化定型生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响注射模中设置温度调节系统的目的就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。3.10.1模具温度调节的重要性模具温度及其调节系统对塑件质量的影响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，塑料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，必须设计模具温度的调节系统。模具温度的调节是指对模具进行冷却或加热必要时两者兼有从而达到控制模温的目的为了提高充型性能成型工艺要求有较高的模温因此经常需要对模具加热于粘流温度或点较低的塑料般需用常温或冷水对模具冷却；而对于高粘流温度或高熔点的塑料可用温水控制模温对于热固性塑料模温要求在150～200℃，必须对模具即热流程长、壁厚较大的塑件，或者粘流温度或熔点虽不高但成型面积很大时为了保证塑料熔体在冲模过程中不致温降太大而影响充型可对模具采取适当的加热措施对于大型模具为了保证生产之前用较短时间达到工艺所要求的模温可设置加热装置对模具进行预热对于小型薄壁塑件且成型工艺要求模温不太高时可以不设置冷却装置而依靠自然冷却。设置温度调节装置后有时会给注射生产带来一些问题例如采用冷水调节模具时大气中水分容易凝聚在模型表壁影响塑件表面质量而采用加热措施后模内一些间隙配合的零件肯可能由于膨胀而使间隙减小或消失从而造成卡死或无法工作设计时应予以注意因塑料厚度较小因此冷却水道布置在定模板上。word文档可编辑复制3.10.2冷却参数的计算（1）求冷却水的体积流量冷却水流量温20℃）q——冷却水的体积流量³/min

i

——冷却介质出口之温度差，普通模具应小于5℃，密模具应小于2℃。本模具属于普通模具，取5℃。结论计算的流量小于水管直径为10㎜时的流量，可行。在单位时间里熔体所放出的热量应等于冷却水所带走的热量。因此q=

W0.8937621=34.187601

=0.249210

式中W——单位时间内注入模具内的塑料重量，每次进胶的质量为66.69注射时间为3—5S，取4S。W=14.896

=0.89376

Kg

Q1——单位重量塑料制品在凝固是所放出的热量Kg/KJ,Q1可从《中国模具3设计大典》表中得ABS单位热流量为Kg/KJ

）在ρ——冷却水的密度（³）C1——冷却水的比热容[Kg/(Kg*ºC)]，查表可知，水的比热容为C1=4.187*10³ºC)—冷却介质的出口温度º=251

2

——冷却介质的入口温度ºC)

2

=20（2）确定冷却水孔直径根据体积流量为流q=2.492

由相关资料查得冷却水孔直径为d8mm冷气管道中的流速为40.02492v=2)601000word文档可编辑复制

=0.82675l3.5250l3.52503式中q—却睡的体积流量D却管道直径d=8V却水在圆管中的流速确定孔壁与冷却水之间的传热膜系数h对于长径比>50的细长冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数的计算式为

h=36f

(

)0.80.2

=36

3()

0.82675)0.2

0.8

=13.1155

式中f冷却水温度有关的物理系数，见式f

(

)

0.4ρ——冷却水的密度（³）V却水的圆管中的流速D气管道的直径（3）求冷却水孔总传热面积当求出冷却水的面积流量q后，便可根据冷却水处于传流状态下的流速V与管道直径的关系，确定冷却水管道的直径冷却管道总传热面积A可用下式计算：A=

h

=

604

=0.0636W——单位时间内注入模具内的塑料重量，每次进胶的质量为59.584，注射时间为—，取4SW=14.896=0.89376

Kg

Q1——单位重量塑料制品在凝固是所放出的热量Kg/KJ,Q1可从《中国模具设计大典》表中得ABS单位热流量为4.0）在Kg/KJh冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数。

—具温度与冷却水温度之间的平均温差word文档可编辑复制（4）.求模具上应开设水孔孔数n模具开设的冷却管道的孔数为0.0636n=81903.14))10001000

11.32式中L—却管道开设方向上模具长度或宽度A—却管道总传热面积D却管道的直径本设计取n12.3.11、成型零件的结构构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、镶块各种成型杆各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度以保证塑料制品表面光高美观容易脱模，一般来说成型零年都应进行热处理，使其具有RC40以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。3.11.1、凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件凹模按其结构不同可分为速体式整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌组合式等。〔1〕.整体式凹模它系由一整块金属加工而成特点是牢固不易变形因此对于形状简单，容易制造或形状虽然比较复杂保可以采用仿形机等殊须加工方法加工的场合是适宜的。整体结构有如下优点：成型零件的刚性好。模具分解组合容易。零件数量少。制品表面分型痕迹少。模具外形尺寸可以减少精密成型模具若采用拼镶结构。〔2〕.整体嵌入式凹模在多型腔的模具中型腔数量多而制件尺寸不大时采用冷挤压比切削加工效率高并可保证各型腔的尺寸形状的一致性凹模镶块的外形常用轴肩的圆word文档可编辑复制柱形然后分另从下面嵌入凹模固定板中用垫板螺钉将其固定它适用于经常拆卸的地方，修补较方便，产品结构较复杂。采用此结构时，首先应考虑制品的形状，尺寸及功能，然后考虑其刚性，同时也必须考虑加工方法和装配措施。其缺点：零件数量增加分割的拼镶件趋多制造成本越高。各拼镶件的加工精度必须匹配，即必须提高各镶件的平均加工精度。d维修作业较困难。冷却回路不易设置成型周期难于缩短而本产品的结构较简单不须做成嵌入式凸模从设计的经济性和结构的合理性等因素的综合考虑凸模的结构为整体式凹模。型芯的结构设计为嵌入式。4相关理论计算及校核选择注射机设计模具时详细地了解注射机的技术规范设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积模具最大厚度和最小厚度最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。由于塑件已经在里建好了三维模型，并且由UG自带的软件功能可直接分析出塑件的体积质量等物理参数所以选择由塑件体积来选择注射机的方法。注注塑机的主要参数有公称注射,注射压力注射速度塑化能力,锁模力,模装置的基本尺,开合模速,空循环时间.这些参数是设,制造购买和使用注塑机的主要依据.公称注塑量；指在对空注射的情况,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力.注射压力了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动力,杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力.注射速率；为了使熔料及时充满型腔除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度.常用的注射速率如表3-4所示。表-4注量与注射时间的关系word文档可编辑复制3132331323注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755塑化能力；单位时间内所能塑化的物料.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调若塑化能力高而机器的空循环时间,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开合模装置的基本尺寸包括模板尺寸拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到,开模时由慢到快在到停.空循环时间；在没有塑化,注射保,冷却取出制件等动作的情况,完成一次循环所需的时间选4.3.1．体计算以下是制件的体积计算制件的质量来选择注射机的型号并列出所选注射机各种技术参数：据经验统计每个制件所需浇注系统的体积是制件的倍。有UG测量分析出的塑件的有`关参数（见上表格）可知：制件体积V=4.495cm浇注系统体积V=21.268cm总体积V=（8V1+V2）57.228cmABS密度ρ=1.04g/cm

3总质量

M=Vρ=59.584.3.2.选择成设备VN()0.8在此处键入公式。12V

—注射机的理论注射量word文档可编辑复制N----型腔数目可V》71.535cm

3由F≥PA为塑件与浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和30Mpa；锁分分则F≥PA＝30×105.486＝3164.58Mpa。锁分并根据初选的模架尺寸大小，可选用注射机型号为型XS-ZY-500的注射机。4.3.3.型号为

XS-ZY-500

型的注机的主要技参数规机械外形尺寸/mmxmmxmm＝6500x1300x2000工艺参数螺杆直径（mm）容量cm3）塑化的能力

围

取值范6550024

工艺参数最大厚度H（mm）模具最小厚度H厚度（mm）螺杆转速

围

取值范45030010-125注射压力（Mpa）

145

模板

移模行程

500参数

（mm）锁模力（KN注射速率

3500200

尺（mm×mm）喷嘴圆弧半径（mm）

850

70018

×径（mm）

Φ180（深20

喷嘴参数

喷嘴口孔径dmm）

3拉杆空间（×mm）

440

540×

喷嘴球半径

SR18顶出中心（mm）

Φ60

合模方式

液压－机械表word文档可编辑复制332233224.4注4.4.1.最大注射量的校核选用螺杆式注射机，其最大注射能力通常以螺杆在料筒内最大推进容积M(cm)表示此最大注射量就是该体积的塑料熔体在料筒内的温度及压力下的重量。最大注射量为：M=M×CM—注射机规定注射容积cmD—注射塑料在常温下的比重，在常温下的比重是1.04g/cm——料筒温度下塑料体积膨胀率的矫正系数对结晶性塑料C=0.85对非结晶性塑料C=0.93ABS为非结晶性塑料C=0.93∴G=M×C=250××0.93=241.8g一次注射和浇注系统重量为M=57.228×∵G=241.8g>74.396g∴校核合格。4.4.2.注射压力的校核

3塑料的注射压力为80～100MPa，注射机的预选型号XS-ZY-500型液压－机械注射机的注射压力为于ABS料的注射压力的最大极限压力，故所选注射机满足要求。4.4.3.锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔，会产生一个很大的力，使模具沿分型面涨开，其值等于制件和浇口流道在分型面上的投影面积之和乘以型腔内塑料压力作用在这个面积上的总力应小于注射机的额定锁模力否则在注射时会因锁模力不紧产生严重的溢边跑料现象。型腔内塑料压力可按式q=pk计算式中：q—型腔内塑料压力，/cmp—料筒内注射机柱塞或螺杆施于塑料上的压力，/cm

2k——损耗系数，一般在～范围内，螺杆式注射机k较注塞式k大直通喷嘴比弹簧喷嘴的K大，故此取。采用通用塑料生产中小型制品的时候，模腔内塑料压力常数取20～40kN/cm，此处取P=30kg/cmword文档可编辑复制

2。22∴q=pk=30×kN/cmq决定后，按下式校核注射机额定锁模力P=qFP—注射机额定锁模力，取3500KNF——制件加上浇注系统在分型面上的总投影面积F=NF1+F2F=NF1+F2=105.486cm

2qF=17.5×105.486=1846kN∴P=3500kN>1846kN故注射机的锁模力校核合格。4.4.4.喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，主流道与喷嘴接触处多做成半球形的凹坑，二者应紧密配合，以避免高压的塑料从缝隙处溢出，所以模具的主流道衬套始端的球面半径R2取比注射机喷嘴球面半径R1大1~2mm，因为主流道衬套始端的球面半径为19mm比注射机喷嘴球面半径大1mm，所以符合要求。为了使凝料从流道中拔出，设计成圆锥形，有～6°锥角，内壁Ra0.8以上的光洁度，主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.5~1mm，主流道D为3.5mm，注射机喷嘴直径为3，所以符合要求。如图3.2所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。4.4.5.定位圈尺寸校核注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合便于模具安装并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合模具端面凸台高度应小于定位孔深度定位孔与定位圈之间成较松动的动配合，定位圈高度取15mm。4.4.6.开模行程和顶出装置的校核模具开模行程应满足：SmSz其中：Sz为最大开模行程，查注射机XS-ZY-500型Sz=500mm,Sm模具的开模行程；Sm＝塑件的高度+注系统的高度+件的顶出高度+5~10）mm=30+50+20+7=107mm可见Sm＜Sz，XS-ZY-500满足其开模行程∴所选注射机合格。word文档可编辑复制3M2M3M2M4.5零件（1）型腔径向尺寸L=LsS（4-1）式中，S------件平均收缩率这里取.55%，下同；L------塑件外径尺寸Δ-----塑件正差值δ------制造公差，取Δ/6Z（2）型腔深度尺寸H=HsHsS（4-2）3式中,Hs------塑件深度尺寸Δ-----塑件正差值δ------制造公差，取Δ/6Z（1），型芯径向尺寸的计算=Ls（4-3）式中Ls------塑件外径尺寸Δ-----塑件负差值δ------制造公差，取Δ/6Z（2）型芯深度尺寸H=Hs（4-4）M式中,Hs------塑件深度尺寸Δ-----塑件负差值δ------制造公差，取Δ/6Zword文档可编辑复制225模具结构的步确定5.1架