【《注塑模具拉钩式二次顶出结构分析》13000字（论文）】

·-1-注塑模具拉钩式二次顶出结构分析目录TOC\o"1-3"\h\u30900注塑模具拉钩式二次顶出结构分析 1781摘要 226839第1章绪论 2269851.1注塑模具国内外发展状况概述 2206271.2注塑模具研究意义 393151.3注塑模具全3D设计 43101.4论文的主要内容 617766第2章注塑模具的基本结构 6323942.1浇注系统 6166282.2成型系统 7295392.3导向和定位系统 8259892.4抽芯机构 9203512.5顶出机构 10313262.6排气系统 114002.7冷却系统 11199622.8模架结构 125736第3章模具二次顶出结构分析 13309853.1二次顶出工作原理 1337363.2二次顶出结构分类 155223.2.1单顶针板组合的二次顶出机构 1515423.2.2双顶针板组合的二次顶出机构 18120423.2.3气动、液压的二次顶出机构 20259303.2.4四板式二次顶出机构 2132274第4章基于拉钩式二次顶出结构模具设计 23211994.1塑件分析 23169674.2标准模架选取 2425644.3成型系统设计 2548114.3.1出模数量与型腔布局 26125884.3.2型腔结构设计 26250524.3.3型芯结构设计 27190774.3.4分型面设计 2714844.4顶出机构设计 289964.4.1机构功能零件设计 2927504.4.2机构的装配情况 30327644.5浇注系统设计 3269934.6冷却系统设计 34201844.7模具机构工作原理 35326704.8注塑机校核 38141804.8.1锁模力校核 39279624.8.2注塑量校核 40168824.8.3尺寸校核 41307374.8.4开模行程校核 4113332参考文献 41摘要随着人们对产品精确度要求的提高，注塑模具扮演的角色越来越重要，因此注塑模具的发展也越来越受关注，对于一些特殊产品，塑件产品的顶出像普遍的一次顶出已经不能满足，会对产品造成一定的影响，所以二次顶出就变的尤为重要。顶出结构决定着塑件脱模时的质量，其中二次顶出结构是模具顶出结构的一种重要形式，主要应用于塑件在一次顶出后无法正常脱模的情况下。二次顶出结构形式众多，基于拉钩式二次顶出机构应用广泛，论文前期对二次顶出机构相关资料进行了详细的介绍与分析，后半部分对拉钩式二次顶出进行了实际应用，基于具体产品进行刨析，理论与实际相结合。本论文主要基于拉钩式二次顶出机构展开对塑件产品的分析，采用全3D结构设计，解决了该塑件在脱膜时脱膜力大，由于塑件存在倒扣，拉钩式二次顶出避免了产品的损害，有效解决了塑件的倒扣。第1章绪论1.1注塑模具国内外发展状况概述模具的发展体现着一个国家基础工业的发展，优越的模具技术会充分体现在工业产业技术发展中，技术的先进在模具行业处于引导作用，除此之外，模具技术人员的基础素质，行业素质，专业素质也影响着模具行业的发展，如果说模具技术的领先是模具行业的关键，那么行业素质，以及具备的专业素质必将是发展的持久推进剂。现如今，我国注塑模具迅猛发展，不断开发利用注塑模具全3D设计对产品进行设计，技术的突飞猛进只是其中一方面，工人的专业素质以及基础技术的掌握情况都有大幅度的提高，而且不少大型工厂的注塑模具设备都比较先进。但是制约我国模具发展的更多的是经济发展的不均衡性，因此，我国模具生产大多集中在一些常见生活产品中，大多结构简单内容简略，而且价格相对低廉，技术要求没有那么的高，对于一些相对精密，生活中较难生产的产品或者结构相对复杂的产品，必须依赖进口，由于独立技术的相对封闭，我们并没有核心技术，因此这也是我国模具发展的痛点。可以说我国目前自主生产高端模具的能力还达不到先进的水平，还不能满足大量生产以及自身需求，这就需要模具技术相关人员投入大量身心，致力于模具工作的研究才有可能攻克模具核心技术这个难关。现在，即使我国有许多的模具生产厂商，但是技术还没有做到统一，标准随着每个模具生产厂商，因此不太好统一，技术的多样性也造成了统一的麻烦。随着三维软件以及二维软件的普及，在生产相关复杂模具的前提下，必然会先对模具进行三维绘制，相关分析，保证模具生产的可行性，这之后模具才会投入具体生产。现如今，在我国注塑模具加工制造加工过程中，主要追求自动化，先进化，最优化，以及攻克专项难题的信心以及决心，越来越追求先进化，以及对模具技术人员的要求更近一步。模具在世界范围内的快速发展已经基本实现了标准化，我国也在积极追求模具产业的标准化，争取在标准化生产的基础上可以最大限度地提高工厂和客户的利益。1.2注塑模具研究意义模具是我国工业的基础，因此模具设计技术的掌握尤为重要，模具工业是对技术要求比较高，对技术人才需求量缺口很大。企业十分渴求专业扎实的技术人才。现如今，我国工业发展越来越快，模具工业更是我国工业发展的基础，现在人们对生活产品的要求越来越高，因此模具的出现正好满足了人们的需求，模具让产品精度更高，因此模具的发展状况就不言而喻了。模具是制造业的基础，要有高水平的工业产品，必须要有高水平的模具制造业发展，因此发展模具已经是每个国家发展的首要工作了，在发展模具过程中，模具的技术发展又是重要的部份，可以说掌握模具先进技术我们才能更好的发展制造业，工业发展才能更近一步。1.3注塑模具全3D设计注塑模具的全3D设计就是以三维软件为基础进行模具的设计，算是很先进的技术了，利用三维软件，我们可以清楚的知道每个运动机构如何运动，以及所处的位置包括零件的大小修改，这些都可以很好的用三维软件展示出来，这样一来可以依据三维图进行设计与修改，方便了设计师的工作量，可以减少模具设计师的空间想象力，大大减少了模具设计师的工作量，由于三维设计相对于二维设计更直观，更立体，所以设计师工作效率更加的高，也为给工厂带来了更大的利益。。在设计模具时，首先是对产品的分析，产品的复杂性，以及产品需要哪些机构来加强产品的顶出，对型腔的设计也尤为关键，模仁的设计，模架的选择以及顶出机构，冷却装置，因此冷却装置过程中产生的水蒸气更需要排气装置来把这些水蒸气排出模具之外，大概的模具就是这些，为了模具使用方便还可以加上一系列镶件，额外的加到模架中，另外由于模具中需要因为产品的特殊性而加的二次顶出装置，因此，全3D模具设计相对于传统的2D设计更加的全面，更加的直观。因此未来全三维设计将会有举足轻重的地位，谁能充分利用好三维技术，谁将抢占模具设计的前言。。图1-3注塑模具全3D结构图图1-4注塑模具2D结构图1.4论文的主要内容本文主要介绍了国内外注塑模具发展现状，注塑模具的结构，注塑模具二次顶出方式的总结分析，针对塑件进行全3D注塑模具设计，对产品的注塑模具二次顶出结构进行分析，采用二次顶出方式，实现注塑产品在生产时的高效化，低成本化，塑件产品品质的最优化。第一章绪论介绍了注塑模具的发展现状，第二章介绍了注塑模具的结构，第三章介绍了目前较为流行的几种注塑模具二次顶出结构的方式，第四章介绍了某款汽车内部支架注塑模具的设计，由于产品存在倒扣，因此运用二次顶出结构方式来设计了这款塑件，为工厂获取最大利益。第五章是总结与展望。第2章注塑模具的基本结构生活中大多的物品都需要成型来生产，注塑模具是主要的方法，如图2所示，模具有注塑、吹塑、压出、挤压等形式。注塑模具占据我国工业发展的关键地位，在生活中很常见的一些产品，都要靠注塑模具生产，例如我们日常生活中使用的塑料制品，大部分都是由注塑模具来生产的。注塑模具的基本结构如图2所示。图2注塑模具实体图2.1浇注系统浇注系统也称为进胶系统。好的浇注系统对于塑件的表面十分重要，浇注速度，浇注量都会影响着塑件的整个表面光滑度。传统浇注系统如图2-1所示。浇注系统由主流道、分流道、冷料井和浇口四部分组成。目前，注塑模的浇注系统一般可分为传统的浇注方法和无流道浇注方法[7]。这两种浇注系统大部分相似，但是结构还是不太一样，因为无流道这种浇注系统中并没有流动的塑件，但是热流道是有流动的塑件，因此，无流道浇注系统必须要通过加热来让塑件保持流动性，以此来完成浇注。图2-1浇注系统示意图2.2成型系统成型系统由前模和后模组成，前模和后模是模具的主要结构。如图2-2所示，由于许多塑件成形的要求，大部分模具有镶块。在设计模芯时，要把模芯部分作为主要部分，模仁中一些角也要设计成圆形，这样方便模具加工，。塑料由注塑机加热后，通过注塑模具的流道进入模芯，塑件由于是融化的，因此会根据模仁的形状来填充，已达到想要的形状以及塑件产品。塑件的表面就要依靠进胶系统的设计完整性，好的浇注系统势必会对塑件的表面成型起关键作用。图2-2成型系统示意图2.3导向和定位系统注射模导向机构主要由导向柱和导向套组成，如图2-3所示。导柱来连接动模和定模，导套在导柱的外侧，正因为有了导柱，避免了在开模时动模，定模会有影响，或者会出现不好匹配的情况。因为在开模具时动模和定模肯定有间隙存在，因此这时的导向就十分重要了，定位系统的利用对于开模也十分关键，定位的方式很关键，有着定位销这类，在模具设计中如图2.6所示；图2-3导柱和导套示意图2.4抽芯机构在塑件产品本身结构相对复杂，存在着倒扣，而且模口方向与注塑方向不同时，除了一部分产品采用塑料件的强制脱模外，大多数塑件都要另外加抽芯机构，抽芯机构使得产品避免强脱，保证了产品的完整性和结构完成性。一般来说，当塑件成型且冷却过后，不会立即进行产品的分离，而是先进行产品的抽芯，即先通过抽芯机构，将凹孔侧抽芯之后，塑件由顶出机构从腔中顶出。是最常用的注塑模具抽芯机结构，侧抽芯机构如图2-4所示。图2-4侧抽芯机构示意图2.5顶出机构注塑模具的顶出机构是注塑模具将塑料件从模具腔中弹出的原理。常用的顶出机构有顶针和司筒顶射，如图2-5所示。司筒的形式可分为阶梯式和直杆式。司筒界面有三种形状，即圆形、方形和异形。顶针具有推力对称大、运动平稳、振动小、塑件弹射痕迹小等优点，特别适用于某些壳体塑件的弹射产品。在一些曲面弹射处，顶针也需要做防旋转处理。司筒顶出适用于弹出塑料芯上有孔的情况，塑料件上必须设置橡胶位置才能顶出。图2-5顶针和司筒示意图2.6排气系统排气系统对产品的质量十分关键。如图2-6所示，如果没有模具排气控制系统或者排气装置设置不恰当，会导致很多不好的影响，对产品的质量来说影响很大。排气装置设置的原因是在注塑成型塑料通过浇注通道进入型芯的生产过程中，而注塑成型塑料原料中含有大量的水分，当注塑成型塑料在高温下加热时，水分会挥发产生蒸汽气体。因此影响的主要是挥发产生的水蒸气，对于本身含有的气体不是主要影响因素。当塑料进入型芯时，这些气体必须排出。利用排气槽直接排气是最常见的模具排气装置。1-排气槽图2-6排气系统2.7冷却系统良好的模具冷却系统设计可以提高塑件质量，因此可以减少模具冷却时间，减少成型时间，大大提高工作效率。设计水道的方法有很多种。在设计中，水道要尽量的多，应该尽量的广。水路通过模具时，这时应采用严格密封装置，防止水流入模具影响产品质量。注塑模具的冷却方式主要有水冷、风冷和油冷。其中，水冷最为常见。水冷主要有直通水道、阶梯水道、分隔水道和螺旋水路。阶梯水道是最常见的。阶梯水道如图2-7所示。图2-7阶梯式水路示意图2.8模架结构模架结构为整个模具的大体结构，现如今应用于我国的各种各样的模架已经开始有了一套专属自己的设计方法和设计准则。在设计时首先要根据客户需求，按照客户要求单独生产，与此同时，要遵循自己国家的设计标准。最基本的模架由模底板，前模、后模、复位杆、模脚和推板或者顶针组成。前模后模是用来包裹模仁，模脚用来支撑模具的后模仁和后模，复位杆在顶出结束后前模压退回针，顶针是将塑件顶出的装置，有顶针板，推板也是如此，都是顶出装置。如图2-8所示；图2-8模架结构图第3章模具二次顶出结构分析3.1二次顶出工作原理大部分产品的顶出都是一次性完成的。不过，有一些塑件的情况特殊，产品结构复杂，内部存在倒扣，如果强制一次顶出的话，这样容易造成产品的损伤，为了造成不必要的损失，就必然需要再增加一次顶出动作。这样的顶出动作设计称为二次顶出。如下图所示可表示出二次顶出完整过程：如下图所示，动定模板开放，第一次顶出，弹簧将模板或局部模仁顶出适当距离。之后顶出由顶出板作用，利用顶针完成第二次顶出将产品顶出模穴。图3-1-1原始状态结构图图3-1-2第一次顶出结构图图3-1-3第二次顶出结构图3.2二次顶出结构分类3.2.1单顶针板组合的二次顶出机构单顶针板组合即是常见的一套顶针板组合，他的顶出过程有两次。但是仅有一套顶针板，所以除了仅有的一套顶针板组合，还需要另外加一套模具顶出机构来配合顶出完成。2.2.1.1弹簧式二次顶出机构弹簧式二次顶出机构是指在顶出机构中只设置了一组顶板和顶杆固定板，而第二次顶出则是靠弹簧来实现。此类顶出机构适用产品为结构较简单，模座较小，较轻的塑件产品。如图2-2-1所示，弹簧式二次顶出机构主要利用了弹簧这个功能件，依靠弹簧弹力完成第一次顶出，顶出板不随动模移动，使塑件从芯中取出，完成一次顶出运动。接着打开模具，注塑机顶杆推动顶板，然后通过顶杆将塑件从顶板腔体中推出，完成第二次顶出动作。整个过程是：弹簧4使顶出板2向上移动顶出，因此塑件移动，与型腔所分离，接着注塑机顶出顶针3，顶针3继而顶出产品，安全顶出。[]特点是第一次顶出是依靠弹簧的弹力。此种结构在实际中应用较方便，模具结构较简单。1-型芯；2-推件板；3-顶杆；4-弹簧加限位销；5-型芯固定板图3-2-1弹簧式二次顶出机构结构图2.2.1.2摆块式二次顶出机构摆块式二次顶出机构是利用摆块的摆动完成二次顶出动作。此类顶出机构适用深腔，容易吃斜顶的产品。如图2-2-2所示；当开模时，拉杆4向上移动，由于拉杆4上连接有摆块2，拉杆4向上移动，移动一段距离后，摆块到达顶件板位置，继续移动，导致摆块2顶动顶件板6，进而分离，在限位钉7的作用下，摆块2顶出一段距离后不再顶出，接着在顶杆5的作用下再次将塑件完全顶出。[]1-复位杆；2-摆块；3-弹簧；4-拉杆；5-顶杆；6-型芯顶件板；7-限位钉；8-型芯；9-顶出板；10-顶出固定板图3-2-2摆块式二次顶出机构结构图2.2.1.3斜楔滑块式二次顶出机构斜楔滑块式二次顶出机构利用模具上的斜楔致使滑块做水平运动，完成二次顶出动作。适用于内部有螺纹或内孔的产品。如图2-2-3所示，第一次顶出由螺纹顶杆5和顶杆7顶出塑件，让塑件分离出来，在顶出过程中，当滑块2碰到压块3时滑块2受压，所以滑块向右移动，由于滑块2右移过程中有限位销1，所以移动一段距离后便停止移动，当螺旋顶杆5进入顶针板孔内时，螺旋顶针5便不再顶出，而是停止运动，顶杆7继续顶出直至完成顶出。[]1-限位销；2-滑块；3-压块；4-弹簧；5-螺纹顶杆；6-型芯；7-顶杆；8-复位杆；9-顶件板图3-2-3斜楔滑块式二次顶出机构结构图2.2.1.4滚珠式二次顶出机构滚珠式二次顶出机构的关键是滚珠作用，他的使用寿命长。如图2-2-4所示此模具的二次顶出原理是注塑机顶辊作用下，顶杆6和顶杆9一起顶出，从而使塑件产品与型芯分离，顶杆6上有外套筒2和内套筒5，在顶出过程中，滚珠钢球3运动到外套筒2卡圈时，落入槽内限制顶杆继续运动，因此型腔顶件板也停止运动，但是顶杆9继续顶出直至顶出结束。[]1-垫片；2-外套筒；3-钢球；4-卡圈；5-内套筒；6-顶杆；7-型腔顶件板；8-型芯；9-顶杆图3-2-4滚珠式二次顶出机构结构图3.2.2双顶针板组合的二次顶出机构所有顶针板同时弹出，顶出到设定位置后，部分顶针板停止顶出，其余继续顶出，直到顶出完成。双顶针二次顶出机构是在模具中设置两组顶针板，分别驱动一组顶出件，实现塑件二次顶出的顶出动作。常用的双顶二次顶出机构有:弹顶式二次顶出机构和拉钩式二次顶出机构。注塑模具双顶针板二次顶出机构；包括第一顶针板,第二顶针板,第一顶针,第二顶针，固定板，移动介子，拉钩，止动杆，限位柱；所述的第一，第二顶针的下端分别固定在第一，第二顶针板上，第一顶针板叠合在第二顶针板的顶面,固定板固定安装在第一顶针板内，移动介子活动套置在固定板内，拉钩的下端活动穿置在固定板内且拉钩卡槽可与移动介子的一端卡接，移动介子的另一端可与止动杆卡槽卡接，限位柱的上端固定在动模上，限位柱的下端间隙穿置在第二顶针板内且与第一顶针板顶靠。由于本实用新型可控制第一顶针和第二顶针的动作顺序，实现第一顶针和第二顶针对产品的二次顶出，具有动作稳定可靠的优点。2.2.2.1弹顶式二次顶出机构如图2-2-6模具二次顶出原理是在弹簧7的作用下，顶针板带动一级顶针3和二级顶针5，顶出凹模顶件板4和塑件，使塑件脱离型芯6，在限位螺钉8的作用下运动一段距离便停止运动，注塑机顶堒继续顶动二级顶出板5，带动顶针5顶出塑件完成顶出过程。[]模具结构比较简单，实际中比较实用。1-一级顶出板；2-二级顶出板；3-一级顶针；4-凹模顶件板；5-二级顶针；6-型芯；7-弹簧；8-限位螺钉；9-复位杆图3-2-6弹顶式二次顶出机构结构图2.2.2.2拉钩式二次顶出机构拉钩式二次顶出机构适用于部分倒扣，尤其用在一些壳体类，环形类或盒形产品。如图2-2-7所示，此机构关键就是拉钩功能件，拉杆连接一级顶出板11和二级顶出板10，从而使塑件与型芯所分离，第一次顶出时，在拉钩2作用下，一级顶出板11和二级顶出板10一起顶出，塑件分离型芯，在向上运动过程中，拉钩2碰到斜楔时，拉杆2会克服弹力从而脱钩，这样一来，一级顶出板11便不会移动了，二级顶出板10在注塑机顶堒作用下继续运动，顶针8继续顶出塑件直至完全顶出结束。[]1-销钉；2-拉钩；3-螺钉；4-顶杆；5-楔块；6-凹模顶板；7-镶件；8-顶针；9-弹簧；10-二级顶出板；11-一级顶出板图3-2-7拉钩式二次顶出机构结构图3.2.3气动、液压的二次顶出机构除了机械顶出装置以外，在模具外还可以另外安装气动或液压的二次顶出机构。如图2-2-10所示，顶出动作原理是用液压油缸6的活塞顶动型腔板4，然后用顶出杆2从型腔板4中顶出塑件，完成第二次顶出。这种顶出方法克服了现有技术中弹簧和弹性橡胶适用面窄，质量较差等缺点，而其他方法结构复杂、装繁琐、加工方便，通用易标准化。1-顶出板；2-顶杆；3-型芯；4-型腔板；5-复位杆；6-液压油缸图3-2-10液压二次顶出机构结构图3.2.4四板式二次顶出机构四板式二次顶出结构图[8]如图3-2-11所示。由于锁扣的锁紧作用，A、B、C、D四块板开始时一起在注塑机顶辊的顶动作用下移动，固定在C板上的顶针在C板移动下将塑件顶出一段距离，该距离为H2，此时C板接触到模脚的台阶处，注塑机顶辊继续顶动，B板与C板分离，C板和D板停止运动，A板和B板继续移动，此时固定在A板上的顶针将塑件顶出一段距离，该距离为H1（H2>H1），二次顶出过程结束。图3-2-11四板式二次顶出机构示意图第4章基于拉钩式二次顶出结构模具设计4.1塑件分析根据已掌握塑件结构的了解，塑件外形尺寸是高约为54mm,圆直径约为33mm。如下图2.1所示，采用三维ug建模完成塑件的模型绘制，该塑件的结构属于中等难度，该塑件尺寸适中，壁厚比较均匀，适合采用注塑模具生产和制造，塑件的生产批量为中等批量注塑成型生产，精度等级可以采用一般精度等级。图4-1-1塑件三维模型图、图4-1-2件结构示意图本汽车内支架采用ABS高分子材料，该塑料为热塑性材料中的一种，查材料的物性表分析ABS的性能指标可以得知，该材料吸水性小，有一定的强度和刚度，绝缘不导电，耐磨，抗弯折性能好，对于成型塑件的的壁厚不能取太大或者太小，一般ABS材料的壁厚取值可以采用1-3mm之间，脱模斜度取1-5°范围值均可。ABS材料的综合性能好，价格也不贵，所以应用非常广泛。4.2标准模架选取选用标准模架的方式按照以下方法进行：首先考虑浇注系统的特点，确定模架的基本类型；其次结合型芯、型腔的外形长宽高尺寸，先确定模板的长宽高尺寸；然后考虑塑件的顶出行程，确定垫块的高度；最后综合以上几点因素，查表确定标准模架的型号和规格，在实际工作中还要考虑整套模具的实际结构形式来综合选择标准模架的型号。根据以下方式进行选择模架型号：模架长度=型腔长度+（40-50）mm≈300mm模架宽度=型腔宽度+（40-50）mm≈200mm定模板高度=型腔高度+（20-40）mm≈371mm动模板考虑=型芯高度+（30-50）mm≈80mm垫块高度=顶出行程/0.8+面针板厚度+底针板厚度+垃圾钉高度≈105mm综合上述数据，结合细水口带推板浇注系统结构形式，选择DDI2030-A60-B80-C105型号的标准模架，标准模架的简图如图4-2所示。图4-2模架基本结构示意图4.3成型系统设计本塑件模仁采用镶件式，也就是说型芯与型腔与定模板，动模板分开的。4.3.1出模数量与型腔布局为了保证注塑模与生产能力的相互适应，提高生产能力和效率，保证合理的经济指标能力，注塑模设计需要考虑模具的数量。一般情况下，型腔的数量是由经济指标、注塑机的额定注塑量、注塑机的夹紧力和塑料件的精度水平综合确定的。本次设计的塑件，尺寸适中，塑件结构难度为中等难度，精度等级要求一般，经济性要求合理，然后考虑后续的模具结构设计形式，注塑机的参数能综合性，本次设计采用一模二腔的结构形式，其型腔结构布局如图4-3-1所示。采用对称布局的结构形式，保证注塑充填的均匀性。图4-3-1型腔布局图4.3.2型腔结构设计型腔主要用于成型塑件的外表面或者外观面，型腔上一般还有浇注系统的流道，以及冷却水道。本次设计中，采用的是镶嵌式的型腔结构形式，该结构加工简单，制造容易，更换维修方面，机械加工与装配工艺简单，适合本次模具设计，完成后的模具型腔结构设计如图4-3-2所示。图4-3-2模具型腔结构图4.3.3型芯结构设计型芯的作用主要是用于成型塑件的内表面或内部结构特征，型芯上一般还有顶出脱模机构，能够让顶杆实现顺利的脱模，以及冷却水道。本次设计中，采用的是镶嵌式的型芯结构形式，该结构加工简单，制造容易，更换维修方面，机械加工与装配工艺简单，适合本次模具设计，完成后的模具型腔结构设计如图4-3-3所示。 图4-3-3模具型芯结构图4.3.4分型面设计分型面的位置直接影响着塑件的结构形状，模具分型面的有时候还会开设排气槽，或者有滑块抽芯机构等。分型面的设计原则可以按照如下几点综合考虑：（1）方便塑料产品的脱模：开模具打开时候，产品要尽可能的留在动模上面。（2）方便抽芯机构的实现，一般还要考虑模具上时候需要设计滑块抽芯机构。（3）保证塑料的外观和表面质量不受影响，特别是外观需要光滑或者是镜面的产品。（4）保证塑料产品的尺寸和精度的等级在合理的公差范围值之内。（5）尽可能的使得模具型腔内的空气通过分型面排出去。（6）考虑实际机械机床加工的便利性，让加工更简单。（7）分型面要考虑让模具的整体结构更加的精简和合理，（8）考虑模具整体的装配便利性，让装配技术人员简单的更换和维修。结合塑件的实际结构形式，以及考虑模具结构形式，适合采用如图4-3-4所示的分型面，该分型面能够保证模具制造方便，结构合理，注塑充填工艺性能好。图4-3-4分型面确定图4.4顶出机构设计如图，塑件底部有一圈内凹槽，正常顶出方式顶出产品会导致产品拖伤，并不能自动掉落，无法自动化生产，为提高生产效率，满足人们生活的需要，此产品经研究决定，采用拉钩二次顶出的形式顶出。如图4-4塑件刨面图4.4.1机构功能零件设计本例产品需要二次顶出，采用拉钩式二次顶出，功能零件如下图：图4-4-1拉钩式二次顶出功能零件图4.4.2机构的装配情况图4-4-2顶出过程图当产品注塑成型完成后，主分型面打开后，这里的动作就是产品顶出了。因产品后模根部有一R1.14,深0.3的倒扣，产品不能直接顶出，以免拉伤产品，此处需要用到二次顶结构。产品先被推板顶出13mm，倒扣位置脱离后模型芯，再用顶针顶出35，最后将产品顶出，因产品被顶了两次，故该结构为二次顶出，从而实现产品自动掉落。1-拉钩2；2-滑动键；3-拉钩1；4-B板；5-动模镶件；6-推板；7-弹簧图4-4-3第一次顶出状态示意图注塑机连接顶棍,顶顶针板及推板向前走13mm，此时因为拉钩1钩住固定于顶板底板垫板上的滑动键，迫使顶板底板垫板一起移动13mm。当拉钩1向前走13mm时，滑动键在拉钩2斜面的作用下，迫使滑动键向右移动，从而使拉钩2脱离顶针底板垫板，上面两块顶针板才能继续向前运动。因为复位杆与推板通过螺丝连成一体，推板推动产品向前运动了13mm，而动模镶件固定于B板，产品扣位强行脱离于动模镶件13mm。1-顶针板底板垫板；2-滑动键；3-顶针板底板；4-顶针板面板；5-B板；6-动模镶件；7-推板图4-4-4第二次顶出状态示意图当顶板底板垫板与方垫脚接触时，此时它停止运动，推板也停止运动。此时注塑机继续顶着顶针底板与顶针面板向前运动35mm,顶针顶出产品35mm，此时，产品已完成脱离动模镶件，产品在重力作用下，自行掉落。从而产品顺利顶出。4.5浇注系统设计浇注系统是原料从注塑机喷嘴出来之后一直到达模具型腔的这一段距离内产品的凝料，浇注系统可分为两种流道：一种是普通流道；一种是无流道。普通流道就是我们常见的冷流道，包括了主流道、分流道、浇口、冷料井。如果是无流道系统，一般指的是采用了专门的热流道浇注系统，这类一般造价昂贵，结构复杂，在大型精密模具中才会应用。从注塑机连接浇口衬套一直到分流道连接处截止的流道叫做主流道，也可以说是浇口衬套内的流道，一把从注塑机出来的凝料首先就要经过他，一般情况下主流道和模具的正中心呈现一个中心重合状态[15]。浇口衬套与注塑机喷嘴需要满足如图4-5-1所示的关系式：D=d+(0.5-1)mmR1=R2+(1-2)mm图4-5-1浇口衬套与注塑机配合关系图凝料流过主流道之后，就要进入分流道了，分流道要求塑料原料尽可能快的进入模具型腔，温度的损失要尽可能的小，模具流道的表面要尽可能的抛光，让阻力小一些，同时为了提高注射的压力，此处的分流道应该比主流道略小。本次设计中，采用了梯形截面的分流道，查表确定分流道尺寸取值为：高度=6mm;宽度=6mm冷料穴是为了把充填前端的冷却较快的锋料储藏起来，下面设计有勾料针，把凝料拉出来，如果是分流道的长度比较长的时候，也会在分流道的末端设计一个冷料穴来储藏锋料。一般情况下，冷流道的直径取值范围在5-14mm之间，深度大概是6-10mm左右，如果是大型的模具，可能还会开设更大的冷料穴。冷料穴没有精度要求，只要能够储藏前端锋料即可。冷料穴下部设计有勾料针，一般采用Z形勾料针，这种加工简单，使用方便。浇口设计算是我们在设计的整个浇注系统中最重要的一个设计位置了，浇口的位置选择以及结构形式的确定，对成型的塑件有着巨大的影响。浇口的类型有很多，其中包括：直接式浇口；侧入式浇口；潜入式浇口；点式浇口；牛角式浇口等浇口类型[17]。浇口在模具中起的作用是连接分流道末端与塑料产品之间的桥梁，为保证塑件的外观质量良好，浇口的位置应该尽可能的小，同时还要考虑充填的流动性，尽可能的避免熔接痕的产生，如果在塑件的孔位产生了熔接痕，这会导致塑件的强度降低。本次设计中，综合塑件质量要求与模具结构形式，采用侧浇口浇注系统，完成后的浇注系统如图4-5-6所示。图4-5-6浇注系统结构示意图本次设计中，采用了标准的浇口衬套和定位环，能够更好的提高生产效率。图4-5-7所示为定位环与浇口衬套结构形式。图4-5-7定位环与浇口衬套结构形式图4.6冷却系统设计注塑机通过把颗粒状的塑料原材料加热加压融化后注射到注塑模具的型腔里面，然后熔料在模具的型腔里面一直冷却凝固后成型，这段时间是由熔融装在下的树脂原料和模具的温差共同实现的，一般情况下注射的原材料温度在200-300℃之间，而模具的温度一般情况下是人手可以轻微触摸的，在40-80℃之间，根据不同树胶材料的成型温度不同，需要对应的调节模具的温度，来加速冷却效应，缩短成型周期，并且需要保证这个冷却过程是均匀的逐步冷却过程的，不然过快或者过慢的冷却，都会导致塑件质量的不稳定或者瑕疵产品的产生[21]。在做模架温度调节系统设计时候，首先需要材料的自身物理性能，可以通过查询材料物性表来获取材料的注射温度和模具温度，根据材料参数来进行一下调节：（1）如果注塑成型的时候材料温度不够的情况下，需要增加模具的加热装置。（2）如果成型塑件的壁厚过大的时候，为了防止收缩，好考虑增加加热装置。（3）如果成型温度超过材料要求的温度，就必须要增加模具冷却装置。（4）一般情况下，在做热塑性材料成型时，都需要设计冷却系统，来缩短其生产周期，提高生产效率，快速降低模温。冷却水道最终要形成一个闭合的回路，让各个区域都要冷却均匀。常见的方式有直通式，串联式，并联式，环绕式，水塔式（水井式），喷泉式，多层循环式，侧面环绕式，平面螺旋式[23]。本次设计中，结合模具结构形式，塑件结构特点，考虑浇注系统与成型系统，采用了环绕式冷却水道，如图4-6所示。图4-6模具冷却系统设计图4.7模具机构工作原理模具的结构及工作原理如图4.7所示，模具的具体工作过程:（1）注塑。模具闭合，模具在注塑机作用下进行注塑，当注塑、保压、冷却完毕后，等待开模；（2）PL1面打开，注塑机连接顶棍，顶顶针板及推板向前走13mm，此时因为拉钩1钩住固定于顶板底板垫板上的滑动键，迫使顶板底板垫板一起移动13mm。当拉钩1向前走13mm时，滑动键在拉钩2斜面的作用下，迫使滑动键向右移动，从而使拉钩2脱离顶针底板垫板，上面两块顶针板才能继续向前运动。因为复位杆与推板通过螺丝连成一体，推板推动产品向前运动了13mm，而动模镶件固定于B板，产品扣位强行脱离于动模镶件13mm。（3）PL2面打开，当顶板底板垫板与方垫脚接触时，此时它停止运动，推板也停止运动。此时注塑机继续顶着顶针底板与顶针面板向前运动35mm,顶针顶出产品35mm，此时，产品已完成脱离动模镶件，产品在重力作用下，自行掉落。从而产品顺利顶出。（4）复位。复位动作过程与开模时动相反，模具闭合准备进行下一次的注塑。A-AB-B1-动模底板;2-顶针底板垫扳;3-顶针底扳;4-顶针面板;5-垫脚;6-支撑柱;7-螺钉拉杆;8-内六角螺丝;9-动模板垫板;10-动模板;11-型芯:12-型腔:13-定模板;14-流道板;15-等商螺丝;16-定模底板;17-定位环;18-流道拉针;19-胶塞;20-内六角螺丝;21-弹簧;22-复位杆;23-推杆;24-推板导柱;25-推板导套;26-导柱;27-导套;28-动模镶件;29-顶棍图4-7模具装配图4.8注塑机校核注塑机又可以称作注射机，他的作用是把颗粒状态下的原始高分子塑料进行上料加热，经过注塑机蜗杆旋转加热，让高温高压状态下的融化原材料注射进入模具的型腔里面固化成型。一般地注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、加热及冷却系统等其他系统组成了注塑机的功能结构。在实现整个注塑过程中，这些系统彼此相互配合，才完成整个注塑过程的运作[29]。另外注塑机的保养也是很重要的，要知道注塑机的保养费用高昂，管理和维修技术要求较高、工作量大，因此在平常的使用工程当中要注重注塑机的保养，延长注塑机的使用寿命，以达到工厂经济止损的目的。本次设计中可以采用卧式注塑机进行生产，卧式注塑机工作原理如图9.2所示。图9.2注塑机原理图注塑机与注塑模具相互配合，其中既包含了相关的安装尺寸的校核，也包括了注塑量，注塑压力，顶出脱模行程等参数的校核。本次设计中，结合注塑模具的尺寸大小，注塑量等要求进行初步选择注塑机，表9.1注塑机参数型号300×A300×B300×C参数螺杆直径/mm606570理论注射容量/cm3727853989注射重量PS/g662776900注射压力Mpa213182157注射行程/mm257螺杆转速/r/min0~160锁模力/KN3000拉杆内间距(水平×垂直)/mm660×660允许最大模具厚度/mm800允许最小模具厚度/mm250移模行程/mm660移模开距(最大)/mm1260液压顶出行程/mm160液压顶出力/KN62液压顶出杆数量/PC13油泵电动机功率/KW30油箱容积/dm3580机器尺寸(长×宽×高)/m6.9×2.0×2.4机器重量/t11.5最小模具尺寸(长×宽)/mm460×4604.8.1锁模力校核当高温高压下的融料进入模具型腔之后，会对模具产生张开力，使得模具会在压力状态下打开，所以需要让注塑机把模具的前后模呈现锁紧状态。避免产生溢料、毛边、披锋等现象。投影面积可以直接在三维软件中测量得到。图4-8-1塑件的体积测量图然后根据质量公式：M=PV，可以计算得到塑件的质量M=PV=1.06g/cm³x10.844=11.50g。校核公式如下；（9-3）式中：F-注塑机的额定锁模力n-型腔数量P-平均型腔成型压力，取值范围查表取30Mpa经过校核计算，满足注塑机锁模力的要求。4.8.2注塑量校核在校核注塑机的最大注塑量的时候，首先通过三维软件测量浇注系统和塑件的总体积V，然后根据一般机械安全系数取值80%计算。需要满足以下公式。查注塑机参数表，注塑机的额定注塑量为853cm³，满足注塑量的要求。注塑机的额定注射压力为182Mpa，而本次选择的材料注塑压力范围值为100-120Mpa之间，满足注塑压力要求。4.8.3尺寸校核查注塑机参数表，注塑机的拉杆内间距尺寸为455×455mm，而本次设计的模具外形尺寸为250×300mm，所以满足长宽尺寸的要求。注塑机的容模厚度为250-800mm之间，而本次设计的模具总高度为371mm，足以满足高度要求。综上：模具长宽高的安装尺寸要求在注塑机的安装尺寸范围内。4.8.4开模行程校核注塑的工作的时候，不但要顶出塑件，还要把模具打开，让机械手或者人工可以取出塑件，根据以下公式校核，查表注塑机总的开模行程为1260mm；式中所以满足开模行程的要求。参考文献[1]高源熙，杜武青，王莹，詹世景.基于Moldflow的生物仪器盖板注塑模具优化设计[J].塑料工业，2019，47(01):64-68.[2]向超，张建雄，徐向俊，戴甲洪，朱云虎.基于UG8.0风扇叶片分型及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