牙刷杯的注塑模具设计

学号：毕业设计题目:牙刷杯的注塑模具设计作者届别15届系别机电系专业机自指导老师职称讲师完成时间2015年5月摘 要模具是工业的重要工艺装备，是许多工业产品生产中不可缺少的组成部南湖学院毕业设计分。我国加入WTO以后，吸引外资能力的逐年增强，成为世界产品制造工厂地位愈加突出，而注塑模具也在这其间扮演着越来越重要的角色。塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，是农业、工业、能源、交通运输等经济领域不可缺少的重要材料，其用途已渗透到经济和生活的各个领域，和钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱。模具是工业生产的基础工艺装备，被各行业广泛用于生产最终产品，其产生的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，被誉为“效益放大器”。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个地区制造水平高低的重要标志。本设计为牙刷杯模具制作设计，它系统的介绍了牙刷杯模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题及特种加工工艺。在该模具设计中，利用计算机绘图软件CAD绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。关键词：注塑模具；模具设计；CADII南湖学院毕业设计AbstractThemouldisanimportanttechnicalequipmentindustry,isanindispensablepartoftheproductionofmanyindustrialproducts.AfterChina'saccessiontotheWTO,theabilitytoattractforeigninvestmentisincreasingyearbyyear,becometheworldproductsmanufacturingfactorypositionevenmoreprominent,andtheinjectionmoldalsointhemeantimeplaysmoreandmoreimportantrole.Plasticasoneofthebasicmaterialsofthedevelopmentofthemodernsocietyandeconomy,isindispensabletotheagricult ure,industry,energy,transportationandotherareasoftheeconomy,animportantmaterial,itsusehaspenetratedintoallareasofeconomicandsociallife,andironandsteel,wood,cement,becomethefourpillarsinthefieldofmaterials.Moldisthefoundationofindustrialproductiontechnologyandequipment,variousindustriesarewidelyusedintheproductionofthefinalproduct,itsvalueisoftentomoldtheirownvalueofdozensoftimes,hundredsoftimes,washailedasthe"benefitamplifier".Thelevelofmouldproductiontechnology,hasbecomeanimportantsymboltomeasurethelevelofthemanufacturingarea.Thedesignforthetoothbrushcupmolddesignandmanufacture,itsystemintroducedtheassemblyandtheuseofthetoothbrushcupmo ldinvariouspartsofthemachiningprocessandacompletesetofmould.Whichisrelatedtotheinjectionmachineparameterselection,methodforprocessingparts,injectionmoldstructureandtherelatedcomputationalproblemsandspecialprocessingtechnology.InthemolddesignusingcomputergraphicssoftwareCADtodrawthepartdrawingandassemblydrawing,andestablishesthemachiningprocesscard.Thisdesigninthepremiseofensuringtheprocessingquality,asfaraspossibletominimizethecostofproductionwhileimprovingtheproductivity.Keywords:injectionmold;molddesign;CADIII南湖学院毕业设计目录摘要.................................................................................................I第一章绪论....................................................................................11.1前言.........................................................................................11.2对注塑模具现状及发展趋势的认识.........................................11.3设计的重要意义和目的...........................................................1第二章牙刷杯工艺性设计......................................................................32.1塑件工艺性分析......................................................................32.2塑件的材料分析......................................................................42.3牙刷杯的性能描述...................................................................4第三章模具的结构设计.........................................................................63.1分型面的选择和型腔数量和布局的确定..................................63.2浇注系统的设计......................................................................93.3成型零件设计........................................................................133.4脱模机构设计........................................................................153.5其他机构设计........................................................................163.6模架总体设计........................................................................183.7校核注塑机............................................................................193.8模具的运行过程和安装调试..................................................22第四章结论..........................................................................................23参考文献...............................................................................................24致谢...............................................................................................25IV南湖学院毕业设计第一章 绪 论1.1 前言随着社会生产力的发展，人们意识的提高，使我们国家模具技术的发展进入了一个新的阶段。过去在我国工业中，模具长期未受到重视，改革开放以来，塑料成形、家用电器、仪表等行业进入大批量生产，模具工业有一定发展，但高效多工位模压设备、大型塑料成形设备以及供应高效冲压用的卷料设备仍落后于需要，由于历史原因遗留下来的工厂大而全，专业化程度落后，这些不足的现象，需要我们有足够的认识，更需要我们从结构调整上下功夫。在这次塑料模具设计的过程中，我们对塑料模有了一个整体的认识与理解，并在设计过程中，对塑料模的性能，塑料结构的工艺性，以及注射模设计，塑料模制造工艺及装配，此外，由于近一二十年来电子技术和计算机科学的迅猛发展，促使模具制造业发生着深刻的变化。目前，数控机床已成为模具加工的主要设备，继而，CAD/CAM技术在模具领域也得到应用。1.2 对注塑模具 现状及发展趋势的认识随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备—模具的要求越来越苛刻。一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向发展。计算机、激光、电子、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著。1.3 设计的重要 意义和目的随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业、医药等多个行业广泛应用，对塑料模具制品的需求日益增加，塑料模具在国民经济中得重1南湖学院毕业设计要性也日益突出。模具作为一种高附加值和级数密集型产品，其级数水平地高低已经是一个国家制造业水平的重要标志之一。塑料具有性能优异、价格低廉、加工成型方便等特点，必将大量取代传统材料。而且通过本次设计可以使我掌握注射模的模具结构的设计，对CAD,PRO/E等一系列软件的应用熟练，让我们跟快的适应生产和工作。培养自己的综合运用所学基础和专业理论，基本方法分析和解决测量与控制机器相关工程实际问题的能力，在独立思考、工作能力方面获得培养和提高。2南湖学院毕业设计第二章 牙刷杯工艺性设计2.1 塑件工艺性分析对于塑件的设计不仅要满足关于模具方面的工作要求，而且要适合它的成型工艺特点，同时还要使其结构合理。塑件设计的原则包括：选择满足塑件成型要求、价低、易得的塑料；制品构造简单、壁厚一致，同时成型方便；考虑塑料原料的成型工艺性，如流动性、收缩性等；同时考虑模具的总体结构合理，模具制造简单。通过市场调查、使用要求分析、工艺分析、结构分析得：最终确定该制品为长3宽3高为4032035mm。影响塑件公差的主要因素是：模具制造精度及其使用后的磨损程度；塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化；塑料制品的形状、脱模斜度及成型后制品的尺寸变化。由上面总结得出：塑件选用的一般尺寸精度等级为MT3级，而对其未注的公差选MT5级公差（GB/T14486-1993);而其表面、内部质量粗糙度可取Ra3.2um（GB/T14234-1993)。图2-1 塑件的二维图3南湖学院毕业设计2.2 塑件的材料分析PC属于热塑性塑料。（热塑性塑料—在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。）PC的性能：综合性能较好，无毒，化学稳定性好，耐水、油等；吸水性较小，透光率很高，介电性能良好。PC的用途：适于制作传递中、小负荷的零部件；因PC无毒无味，可以制造医疗器械，小型日常用品等；因透光率较高，可制造大型灯罩、门窗玻璃等等透明制品。PC是非结晶型的线型结构的高聚物。PC的塑件脱模斜度： 型腔 35 ˊ～1o型芯 30 ˊ～50ˊ综合上述条件，又根据常用热塑性塑料的成型条件，可知PC材料的特性如下1：表1-1 PC材料的特性（Table1-1characteristicofPCmaterial）缩写密度计算收缩率注射压力适用注射机类型（g/mm3）（%）(Mpa)PC1.19～1.220.5～0.660～100螺杆、柱塞式均可2.3 牙刷杯的性能描述1）制品的表面形状：塑件的表面形状应在考虑满足使用要求的前提下尽可能设计的易于成型。所以设计时应该进可能避免不必要的孔、槽和侧向抽芯，以简化其结构；2）脱模斜度的影响因素:制品的材料性质、收缩率、摩擦系数、制品壁厚和几何形状。结论：通过分析得脱模斜度为2度。3）壁厚：壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求，对于大型复杂件难以充满型腔；壁厚太大制品内部易产生气泡，外部易产生凹陷等缺陷，同时还会增加生产成本；壁厚应尽可能均匀一致，制品壁厚一般在1~6mm范围内，大型塑件的壁厚可达8mm。结论：通过分析得壁厚为1.2mm。4南湖学院毕业设计4）圆角：塑料制品如果带有尖角时，在受力或受冲击振动时很容易产生破裂。设置圆角，能使其成型时流动性能好，成型顺利进行防止应力集中。由图2-2得：因为T=1.2mm，所以R=1.8mm，R' 0.6mm图2-2圆角半径通过以上的工艺性和结构分析得出：该塑件的外形如图2-3所示：图2-3塑件的形状注塑机的主要参数有螺杆直径、螺杆转速、理论注射容量、注射压力、注射速率、塑化能力、锁模力、拉杆间距、模板行程、模具最小厚度、模具最大厚度、定位孔直径、定位孔直径、喷嘴口直径等。这些参数是多方面选择注塑机的主要依据：5南湖学院毕业设计公称注塑量：指在对空注射的情况下，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：为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(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。这里从实际注射量在额定注射量的20%～80%之间考虑，初选SZ-200/120 注射机。该设备的技术规范见表2-1。表2-1SZ-200/120注射机技术规范螺杆直径/mm42螺杆转速/（r2min1）0～220理论注射容量/cm3200注射压力/MPa150注射速率/（g2s1）120塑化能力/（kg2h1）70锁模力/KN1200拉杆间距(H3V)/（mm3mm）3553385模板行程/mm350模具最小厚度/mm400模具最大厚度/mm230定位孔直径/mm125第三章 模具的结构设计3.1 分型面的选择和型腔数量和布局的确定分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。3.1.1 分型面合模方向的选择选择分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大位置6南湖学院毕业设计处，以便于顺利脱模，同时还应考虑以下几个因素：1、分型面选择应便于塑料制件脱模和简化模具结构。为此，选择分型面应尽可能使塑料制件开模时留在动模和应合理安排塑件在型腔中的方位;2、分型面应选择在不影响塑件外观质量的部位，使其产生的飞边易于清理和休整;3、分型面选择应有利于排气，为此应尽可能使其分型面与流料末端重合；4、分型面选择应有利于零件的加工；5、分型面的选择应考虑注塑机的技术参数。注塑成型时所需要的锁模力是与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积较小的表面，以减少锁模力；6、尽力保证塑件尺寸的精度要求（如同心度等）。根据上述原则，分析得出：牙刷杯注塑模具的分型面形状及位置如图3-1所示。图3-1 牙刷杯注塑模具分型面形状及位置3.1.2 模具的基本结构选择模具的基本结构有两种：单分型面注塑模和双分型面注塑模。1）单分型面注塑模：是注塑模中最简单、应用最普及的一种模具，它以分型面为界将整个模具分为动模和定模两部分。一部分型腔在动模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道开设在分型面上。开模后，制品和流道留在动模，制品和浇注系统凝料从同一分型面内取出，动模部分设有推出系统，开模后将制品推离模具。2）双分型面注塑模：它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件，又称三板式注塑模具。与单分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一个7南湖学院毕业设计可移动的中间板（又名浇口板）。中间板适用于采用点浇口进料的单型腔和多型腔模具。在开模时由于定距拉杆的限制，中间板作定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推板或推杆将型芯上的塑件脱出。双分型面注塑模与单分型面注塑模的最大区别就是，双分型面注塑模在生产过程中浇注系统凝料和制品会自动切断分离，便于实现自动化生产，而单分型面的浇注系统凝料通常要人工切除，大大降低了生产效率。由于充电器外壳为大批大量生产，从提高生产效率角度出发，双分型面注塑模的效益要更好。虽然，结构更复杂，但是制品质量更好，经济效益更高。根据上述原则，分析得出：模具的基本结构为双分型面注塑模。图3-2 双分型面注塑模的开模状态3.1.3 型腔数量和布局的确定确定模具型腔数目时，我们可以从以下几个方面考虑：（1）塑件大小与设备的关系；（2）充分利用现有设备；（3）使塑件精度比较容易得到满足；4）不使模具结构复杂化；（5）视塑件生产批量要求；（6）降低模具制造费用。由于模具型腔的数量通常根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式来确定的。型腔数量越多，制品的精度越低，经济性越差，成型工艺越复杂，并且保养和维修越困难，故障发生率越高。确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑件精度和经济性确定。在这次设计中我根据制品精度确定型腔数目：8南湖学院毕业设计模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低4%。设模具中的型腔数目为n，制品的基本尺寸为L(mm)，塑件的尺寸公差为±δ,单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为±Δs%，则有塑件型腔数目的表达式为：n≤2500δ/（ s2L）-24对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致，故通常推荐型腔数目不超过4个。本零件主要从精度考虑，通过上述分析可得：该塑料采用一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件，采用十字形布局，优点是流道转折较少，热量压力损失较小。布置方案如下图2-1。图3-3 塑件的布置方案3.2 浇注系统的设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具的行腔以前所流经的一段路程的总称。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力充分传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制件。浇注系统包括：主浇道、分浇道、浇口、冷料穴等组成。3.2.1 主流道设计主流道是指浇注系统中从注射机中从注射机喷嘴与浇口套接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，其作用是将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。9南湖学院毕业设计主流道的设计原则是：在保证塑料制件成型良好的前提下，尽量缩短主流道的长度，以使凝料少，压力和热量损失小。一般长度不大于60mm，主流道大端呈圆角过渡，以减小料流转向阻力。RR02mm（2-3-1）dd01mm（2-3-2）由公式（2-3-1）、（2-3-2），以及其他技术要求得出主流道尺寸见表2-1。根据分析得：主流道衬套与定位圈设计成整体式，主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合；主流道衬套选用T8、T10制造，热处理强度为52~56HRC;主流道体积：V=2.2cm33.2.2 分流道设计分浇道是连接主浇道和浇口的主要通道,起着分流和转向的作用。分流道的设计原则有：1）截面的选择：常用的流道截面形状有圆形、梯形、U形和六边形等，在设计中，要想减少流道内的压力损失，就希望流道截面积大；要想减少散热损失，又希望面积小，故可用流到的截面积与表面积之比来表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各种流道截面积的效率见表3-2。表3-2各种流道截面的效率从上表中可以看出，截面为圆形和正方形的分流道截面效率最大，应用效果应是最好的。但是圆形和正方形分流道工艺性较差。圆形分流道要求开设在分型面两侧，对称分布加工难度大。正方形分流道脱出分流道凝料的阻力大，若去斜度，实质上久变为了梯形分流道，从应用观点看，梯形分流道和U形分流道是最佳选择。通过分析得：在充电器外壳注塑模具设计中拟采用梯形截面。2）分流道的布置方式：在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。10南湖学院毕业设计这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。3）分流道的直径选择：由表3-3得，分流道的直径为5mm。表3-3塑料分流道断面尺寸推荐塑件品种 分流道直径（mm）PC 4.8~9.54）其他数据确定：分流道体积：V=(4＋5）34.534034mm3=3.2cm3;单一通道长度：L=40mm3.2.3 浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的最后部分，其作用是使塑料以较快速度进入并充满型腔，它能很快冷却封闭，防止型腔内还没冷却的熔体倒流。直接浇口又称主流道型浇口，在单型腔模中，塑料熔体直接流入型腔，因而压力损失小，进料速度快，成型比较容易。另外，它传递压力好，保压补缩作用强，模具结构简单紧凑，制造方便。11南湖学院毕业设计图3-4 模具的直接浇口图3.2.5 冷料穴设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是去除料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。在充电器外壳注塑模具设计中，采用底部带有拉料杆的冷料穴，这类冷料穴的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装在面板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料穴。专用于推件板脱模机构中。塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形头上，拉料杆固定在面板上，开模时将主流道凝料拉出定模，然后靠推板顶出塑料制件时，强行将其从拉料杆上刮下脱模。冷料穴的形式有三种：（1）与推杆匹配的冷料穴；（2)与拉料杆匹配的冷料穴；（3）无拉料杆的冷料穴。通过分析得出：该设计中选择第（3）种，且拉料杆的头部选择为球形。图3-5 模具的冷料穴图12南湖学院毕业设计3.3 成型零件设计3.3.1 凹模的结构设计凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓的零件。根据需要有以下几种结构形式：1、整体式凹模：非穿通式模体，强度好，不易变形；加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型,此时可省去定模座板。2、组合式凹模：组合式凹模又可分为整体嵌入式、局部镶嵌式以及拼块组合式。1）整体嵌入式凹模：凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。2）局部镶嵌式凹模：对于形状复杂或易损坏的凹模，将难以加工或易损坏的部分做成镶件形式嵌入型腔主体上。3）拼块组合式凹模：这种结构形式广泛用于大型模具上。根据镶拼方式不同，又可分为凹模底部镶拼式、凹模侧壁镶拼式以及瓣合式。①凹模底部镶拼式结构：对于形状较复杂的型腔或尺寸较大时，可把凹模做成通孔型的，然后再镶上底部。②凹模侧壁镶嵌式结构：对于大型凹模，为了便于加工，有利用热处理并节省模具钢，其侧壁可采用拼块结构。③瓣合式凹模：对于侧壁带有凹凸形状或外螺纹时，为了便于塑件脱模，可将凹模做成两瓣或多瓣组合式。通过上述分析得：选用整体嵌入式凹模，因为塑件是小型且形状简单的塑件；同时凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。3.3.2 凸模的结构设计凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。1、整体式凸模：不仅结构牢固，还可省去动模垫板（即支承板）。但是由于不便于加工，故只适用于形状简单且凸模高度较小的单型腔模具。2、组合式凸模：组合式凸模又分整体装配式和镶件组合式。1）整体装配式凸模：它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成；2）镶件组合式凸模：对于形状复杂的凸模，为了加工方便，可采用镶件拼合式结构。通过上述分析得：选用整体装配式凸模，因为塑件是小型且形状简单的塑件；13南湖学院毕业设计同时凸模形状、尺寸一致性好，更换方便。3.3.3 成型零件工作尺寸计算成型零件的工作尺寸一般是指凹模和凸模直接构成塑件的工作尺寸。通常包括凹模和凸模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽）、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。一般情况下，影响成型零件及塑件公差的主要因素是模具制造公差、模具磨损量以及塑件的收缩率这三项。在下面的计算当中，公式的字符含义为：为塑件的平均收缩率，S=0.55%；为制品公差；z 为模具制造公差。对于中小型制品， z= 。3表3-4 成型零件工作尺寸类别

塑件尺寸

制品公差△ 计算公式

工作尺寸凹模工

5000.404000.36错误！未找到引用源。

0.40LM3Z0.36(1S)LS40(凹模的径向尺

49.95039.950

0.130.12作尺寸的计算型芯

2800.282000.243800.32500.14300.12200.12R1.800.125000.404000.36

0.28寸）0.240.32HM0.142Z0.121SHS3012（高度尺寸）0.120.3030.36lM(1S)lS4

0

27.9400.0919.9300.0837.9900.114.9200.052.9200.041.9200.04R1.7200.0449.9500.1339.9500.12工作部分

13.400.201200.181.200.123.800.12

0.200.18凸模径向尺寸0.120.121SHS1hm142Z

Z13.3300.0711.9300.061.1200.043.7200.04南湖学院毕业设计尺2.800.120.12高度尺寸2.7200.04寸2.500.120.122.4200.04R0.600.120.12R0.5200.04中心2000..12120.24120.1100..0606距类CMCS(1S)2Z13.200..09090.1813.2700..045045尺寸3.4 脱模机构设计3.4.1 浇注系统凝料脱出机构由于在上面的浇口设计中已经确定采用直接浇口。因为一般来说，普通浇注系统多数是单分型面的二板模具，而直接浇口、潜伏式浇口多是双分型面的三板模具。通过分析：直接浇口的脱模设计选择利用侧凹拉断点浇口凝料。3.4.2塑件脱模机构脱模机构的设计原则为：（1）结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；（2）保证塑件不变形、不损坏；（3）保证塑件外观良好；（4）尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。推件板脱模机构是在型芯根部（制品外型侧壁）安装一与它密切配合的推板或推块，推板或推块通过复位杆或推杆固定在推杆板上，以与开模相同的方向将制品推出。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。通过分析得：选用脱模板脱模机构。因为充电器外壳由于壁厚很小，需要运动平稳且推出力大，推出力在塑料件整个周边均匀分布,且要求变形小，无推出痕迹。3.4.3脱模力的计算F脱=f2F正2cosα—F正2sinα=F正（f2cosα-sinα)（2-6-1）F正=p2A（2-6-2）对于不通孔的壳形塑件脱模时，还需要克服大气压力造成的阻力F阻，其值为：F阻=0.1A（2-6-3）15南湖学院毕业设计故总的脱模力应为：F总脱=F脱+F阻 （2-6-4）F阻——摩擦阻力（N）；f ——摩擦系数，ABS取f=0.21;F正——因塑件收缩对型芯产生的正压力（即包紧力）（N）;F脱——脱模力（N）；α——脱模斜率，由上面获得为2°；p——塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力），一般p=8～12MPa;薄件取小值，厚件取大值，所以为p=8MPa；2 2A——塑件包紧型芯的侧面积（mm），为661.76mm。3.5 其他机构设计3.5.1 合模导向机构设计导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力，其主要形式有导柱导向和锥面定位两种。同时在设计导柱和导套时还应注意以下几点：1）导柱应合理地分布在模具分型面的四周，导柱至模具应有合理的距离，以保证模具的强度；2）导柱的端面应比型芯的端面高出6～8mm；3）导柱和导套都需要一定的耐磨度和强度，所以在设计中通常采用20#低碳钢先渗碳0.5～0.8mm，然后淬火48～55HRC。也可采用T8A材料，再淬火处理；4）导柱端部应当采用锥形或半球形，导套端部也应倒角；5）导柱放在动模侧能够保护型芯使之不受损伤，而导套放在定模侧方便顺利脱模和取出塑件；6）一般导柱滑动部分的配合形式为H8/f8,导柱和导套的固定部分配合形式为H7/k6，导套外径的配合形式为H7/k6；7）除了动模、定模两者之间设导柱、导套外，动模座板与推板两者间也设置导柱和导套；8）导柱的直径应根据具体的模具大小而决定，可通过参考标准模架数据而选取决定。16南湖学院毕业设计通过分析：选用导柱导向机构。3.5.2 排气机构设计模具内除了模具本身原有的空气，还有通过塑料受热或凝固而产生的挥发气体，这些气体若不能排出，则可能由于在充填时气体被压缩而产生高温，从而引起塑件的局部焦化，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而产生缺陷。当塑件熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔中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。注射成型时的排气通常有如下四种方式：(1)利用配合间隙排气；（2）在分型面上开设排气槽排气；（3）利用所有排气塞排气；（4）强制性排气。因为本塑件的排气量不大，所以采用模具分型面之间的间隙进行自然排气。因此我采用第（1）种，其具体深度选取为0.04mm。3.5.3 温度调节系统设计模具温度过高：成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模；模具温度过低：则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；模具温度不均匀时:型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形。模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括：1、冷却系统设计冷却系统设计原则为：（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；2）合理选择冷却水道的形式。对于收缩大的塑件（如聚乙烯）应沿收缩方向开设冷却水孔；（3）尽可能使冷却水道至型腔的距离一致。当塑件壁厚一样时，冷却水道与型腔的距离应尽量一致。当塑件壁厚不一样时，壁厚处应强化冷却，水孔应靠近型腔，距离要小；（4）浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，越远则温度变得越低，因此要加强浇口处的冷却，即冷却水从浇口附近流入；（5）应降低进水与出水的温差。如果进水与出水温差过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5℃；（6）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀；（7）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、17南湖学院毕业设计小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。最好在进口和出口处分别打出标志，如“IN”（进口）和“OUT”（出口）等。在塑料注射成型过程中，注入模腔中熔体的温度一般在200～300℃之间，当制品从模具中取出时，温度一般在60℃左右，熔体释放出来的热量都传给了模具，为了保证模具正常工作，就必须对模具进行冷却，主要是用冷却水管进行冷却。因此，在塑件模具设计中，采用直径为8mm的冷却水管对模具进行冷却。在塑件模具设计中，型腔采用冷却水管直接冷却，但是，型芯体积小，通冷却水比较困难，但大量的热量主要通过型芯传递出去，如果热量没及时散出去，则会延长注塑周期，所以我采用喷流式：它是用于长型芯的冷却形式，是在型芯中间装有一个喷水管，冷却水从喷水管的顶端喷出，向四周分流冷却型芯壁，表达形式如图3-9所示。图3-9 喷泉式冷却系统2、加热系统设计PC是熔融黏度高，流动性差的热塑性塑料，要求有较高的模具温度，此时需要对模具进行加热。3.6 模架总体设计模体也称模架，是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都寄生其中，通过它将模具的各个部分有机地联系在一起。它的构成包括有定模座板、定模固定板、导柱和导套、动模固定板、支承板、垫块、推杆固定板、推板、动模座板。我国注射模架标准有2个，即《大型塑料注射模架》（GB/T12555~1900）和《注射模中小型模架及技术条件》（GB/T12556~1990）。前者有基本型A和B2种，派生有P1~P44种，适用于模板尺寸为N3L=（6303630）~（125032000）；后者有基本型4种，即A1~A4 派生型有9种，即P1~P9,适用于模18南湖学院毕业设计板尺寸为N3L≤5603900。因为选用标准模架具有以下优点：简单方便；降低模架成本；简化了模架的设计和制造；缩短了生产周期；提高了模具中易损坏零件的互换性；便于模具的维修。所以我们设计时都是采用其标准化。根据塑件和型腔的大小、注射机的型号限制及成型板的要求，选标准模架为A4-3153355-19-Z1GB/T12556-90。图3-11 模具的模架图3.7 校核注塑机3.7.1 最大注射量的校核为了保证注射成型的正常进行，塑件连同浇道凝料及飞边在内的质量一般不应超过最大注射量的80%，即VZ 0.8 VI ( 式3-7-1)式中，K1注射机最大注射量的利用系数，一般取K1=0.8；VZ注射机公称容量（cm3）；V1S实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（cm3）；由于刚加入注射机料筒的塑料是疏松颗粒状，故成型时所需要的塑料体积为：V1 KSVM (3-7-2)式中，KS塑料的压缩率，由于ABS塑料的压缩率为（1.8～2.0），则其取平均值为1.9；19南湖学院毕业设计VM塑料制品（包括浇注系统凝料）的总体积，根据PRO/E的质量分析得出VM=12.425cm3；将上述数值分别带入（3-7-1）及（3-7-2），可以得知VZ=200cm3 V1=1.9312.425÷0.8=29.51 cm3故满足注射机的最大注射量的要求。3.7.2 注射压力校核该项工作是校核所选注射机的公称压力p公是否能满足塑件成型时所需要的注射压力p0.p公p0（3-7-3）式中，p公表示为注射机的公称压力，根据所选注射机的p公=150MPa；p0表示为塑件成形时所需要的注射压力，它由塑件结构、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统及型腔的流动阻力等因素确定，根据书《塑件制品成型及模具设计》中的表3-2查得，所用材料为ABS，所以取p0=100~150MPa。p公值位于p0值之间，且相差不大，故最大注射压力应满足要求。3.7.3 锁模力校核锁模力又称合模力。当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力是试图使模具沿分型面分开，为此注射机的合模力必须大于型腔内熔体压力与塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，故F锁 F胀 A分 p型 （3-7-4）式中，p型—模具型腔内塑件熔体的平均压力，由于塑件的材料为ABS，所以查得数据为p型=35MPa；p锁—注射机的额定锁模力，p锁=kN；A分—塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和，A分=1620mm2将上述数据带入（3-7-4）得p锁 A分=3531.62KN=56.7KN F锁=1200KN故锁模力满足要求。3.7.4 开模行程的校核开模行程是指从模具中取出塑件，所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。由于注射机的锁模机构不同，开20南湖学院毕业设计模行程可按锁模机构的不同进行校核。由于设计中所选用的注塑机是锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最大冲程所决定的，而与模具厚度无关。又因为设计选用模具为双分型面注塑模，其开模行程为：S机HH1H2a5~10mm（3-7-5）式中，S——注塑机移动板最大行程（mm）；H——所需开模行程（mm）；a——中间板与定模的分开距离（mm），为67mm；H1——塑件推出距离（也可作为凸模高度）（mm），为3.8mm；H2——塑件的高度（mm），为5mm。由式和相关数据得出：S机=350mmH=(67+3.8+5+10)mm=85.8mm故开模行程符合要求。3.7.5 模具厚度的校核注射机规定最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模固定板上凸出的定位圈和定模固定板的最大和最小距离。因此，所设计的模具厚度应落在注射机规定的最大和最小厚度范围内。本模具厚度可以按下式计算HH1H2H3H4H5H6+H7(3-7-6)式中，—模具厚度（mm）；H1—定模座板厚度，H1=32mm；H2—中间板厚度，H2=40mm；H3—脱模板厚度，H3=32mm；H4—型芯固定板厚度，H4=40mm；H5—支承板厚度，H5=50mm；H6—垫块厚度，H6=100mm；H7—动模座板厚度，H7=32mm；所以模具厚度为H(324032405010032)mm326mmSZ-1000/300注射机所允许的模具最大厚度和最小厚度分别为400mm和230mm，HminHHmax，故模具厚度满足要求。21南湖学院毕业设计3.8 模具的运行过程和安装调试动模座板2.垫块3.推杆4.支承板5.型芯固定板6.型芯7.推杆限位拉杆9.弹簧10.定模座板11.限位钉12.主流道衬套13.流道推板限位拉杆15.导柱16.型腔板17.推杆固定板18推板图3-12塑件模具装配