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含CAD图纸、说明书
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线轮注射模具设计【含CAD图纸、说明书】,含CAD图纸、说明书,注射,模具设计,CAD,图纸,说明书
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学 士 学 位 设 计说 明 书论文题目： 线 轮 注 塑 模 具 设 计 学生姓名： 专业年级：机械设计制造及其自动化 级指导教师： 年 05月 20日 线轮注塑模具设计学生： 摘要:塑料制品得到了越来越广泛的应用。塑料已经成为当前人类使用的主要材料。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，而塑料注射模则是注射成型的工具。因此本设计有较强的实用性。注塑模具设计主要是针对具体被加工零件，在选定工艺和结构方案的基础上，进行方案、图纸设计。方案的内容包括零件材料的选择及性能、注射机的选择、标准模架的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、脱模机构的设计、侧向分型和抽芯机构的设计、复位机构和导向机构的设计、塑模温控系统设计等等。图纸的设计包括：总装配图的设计和零部件图的设计。整个设计过程为:审核的塑件图和技术要求；收集、分析和消化原始资料；选择注射机；确定模具结构；确定总体尺寸与绘制结构草图；绘制模具装配图；绘制模具零件图；审核模具图。装配图和零件图由AutoCAD绘制。关键词：塑料；注塑模；注塑机;CAD/CAM；PRO/E。the injection mold design of xianlunName: Abstract: Plastic products have been increasingly wide range of applications。Plastic has become the main current human use of materials. Among them, plastic injection molding is the most important method of molding, plastic injection mould is the injection molding tool. Thus the design of more practical.Injection mold design is being processed for specific parts, processes and structure in selected on the basis of the programme, a programme, the design drawings. Part of the programme include the choice of materials and properties, the injection of choice, the choice of standard-mode, the gating system design, forming part of the design, Stripping the design, sub-lateral institutions and core pulling the design, reset And the design-oriented institutions, Mold temperature control system design, and so on. The design drawings include: the design and assembly of various parts of the design plans.The whole design process: the plastic parts audit plans and technical requirements for the collection, analysis and digest raw data; choose injection; determine die structure; determine the overall size and structure of the draft map; drawing mold assembly; drawing mold parts map; Die audit plans.Assembly and spare parts from AutoCAD drawing plans, parts of the entity plans by the PRO / E draw.Key Words:Plastic Injection Mould;Plastic Injection Mould Machine ;CAD/CAM; PRO/E. 目 录题目摘要及其关键词1 前言11.1 塑料成型模具发展趋势11.1.1 加深理论研究11.1.2 高效率、自动化11.1.3 大型、超小型及高精度11.1.4 革命模具制造工艺21.1.5 标准化21.1.6 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）1.2 软件简介21.2 软件简介22注射模设计的程序32.1 接受任务书32.2 收集、分析和消化原始资料32.3 选择注射机32.4 确定模具结构32.5 确定总体尺寸与绘制结构草图42.6 绘制模具装配图42.7 绘制模具零件图42.8 审核模具图53 设计依据53.1 毕业设计任务书53.2 塑件材料分析53.2.1 PVC性能分析63.2.2 PVC的注射成型工艺过程63.2.3 PVC主要技术指标63.2.4 PVC成型塑件的主要缺陷及消除措施73.3 注射成型过程及模具设计机理 73.3.1 塑料注射成型过程73.3.2 塑料注射成型注射成形的工艺条件83.3.3 体方案设计 104 总体方案设计 114.1 塑件工艺分析 114.2 拟定模具结构形式 114.2.1 分型面位置的确定 114.2.2 注射模具确定124.2.3 确定型腔数量及排列方式134.2.4 模具结构形式的确定135 设计计算135.1 模架选用与合模导向机构的设计135.2 注射机型号的确定135.2.1 塑料注射机的类型和结构组成：135.2.2 塑料注射机的技术参数145.3 浇注系统形式和浇口的设计165.3.1浇注系统组成165.3.2 浇注系统设计原则175.3.3 浇注系统设计175.4 成型零件的设计205.4.1 定模的设计215.4.2 侧模的设计235.4.3 型芯的设计255.4.4 下模的设计275.5 脱模顶出机构的设计295.6 顶出机构的设计原则295.7 温度调节系统306 设计说明316.1 模具的试模与修模1 316.1.1 粘着模腔316.1.2 粘着模芯316.1.3 粘着主流道326.1.4 成型缺陷及其可能的原因326.2 模具的安装与运动作程346.3 模具的优缺点34参考文献35致谢36译文36 1 前言模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。其全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。1.1 塑料成型模具发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：1.1.1 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。1.1.2 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。1.1.3 大型、超小型及高精度由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。1.1.4 革命模具制造工艺为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。1.1.5 标准化开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。1.1.6 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的CAD或CAM或CAE。1.1.6.1 塑件设计件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。1.1.6.2 注射机的使用常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统：注射机故障诊断系统。 A注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控或对注射模的服役模拟仿真，由此知注射模的工作状况。 B注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统；塑件质量故障诊断。 C注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射划CAD：注射模材料、辅料、辅件选择专家系统；工装选择专家系统；注射模CAPP；1.2 软件简介本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装配图用AutoCAD来完成其三个视图的显示。零件线轮为轮盘类零件。中间有用于与轴联结的孔。而零件图的三维立体图在AutoCAD中也较难画出，在此，采用由PTC公司的绘图软件Pro/ENGINEER Wildfire野火版3.0来形成三维实体图。AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一种通用CAD软件。1982年首次推出了AutoCAD R1.0版本，经过十余次的版本更新，AutoCAD已从一个简单的绘图软件发展成为包括三维建模在内的功能十分强大的CAD系统，是世界上最流行的CAD软件，现已广泛应用于机械、电子、建筑、化工、汽车、造船、轻工及航空航天等领域。Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。2 注射模设计的程序2.1 接受任务书 目前，注射棋设计任务书大体有三种类型；一是给定经审核的塑件图和技术要求，要求设计成形工艺及棋具；二是给定塑件样品，要求测绘塑件样品后设计成形工艺及模具；三是给定塑件图和模具图要求按实际生产条件修改设计成形工艺及模具。显然，这三种类型任务书的责任及工作量差别甚大，对于第二种类型，应慎重对待，测绘后的塑件图必须经过有关部门的认可，方能开始进行成形工艺及模具设计。 成形塑件的任务书通常由塑件设计者提出。任务书的内容主要包括：经过审签的正规塑件图样并注明所用塑料的牌号、颜色、透明度等；塑件说明书或技术要求；塑件的产数等。模具设计任务书通常由工艺员根据成形塑件的任务书提出，模具设计人员以塑件成形任务书和注射模设计任务书为依据进行模具设计。2.2 收集、分析和消化原始资料 设计前，必须取得必要的基本资料和数据，如符合标准的塑件图或塑件样品、塑件产量和生产率要求、塑料牌号、塑件生产车间的设备型号及参数、模具制造车间的设备及制造技术水平等。进而对这些原始资料和数据进行下述分析和消化： (1)分析塑件图。了解塑件的用途，分析塑件的工艺性(如尺寸精度、几何形状等)。(2)分析工艺资料。分析工艺任务书所提出的成形方法、成形设备、塑料牌号、模具类型等要求是否合理，能否落实。(3)熟悉有关参考资料及技术标准和常用的有关参考资料有(塑料材料手册)、塑料技术标准、塑料模设计手册、成形设备说明书等，常用的有关技术标准有机械制图标准、塑料模具标准等。 (4)熟悉工厂实际情况。这方面的内容很多，主要是成形设备的技术参数的技术水平，工厂现有设计参考资料以及有关技术标准等。2.3 选择注射机 在设计注射成形工艺中，只是对注射机的类型、型号等作了粗略的选择。因此，摸具设计人员必须熟悉注射机的有关技术参数。如注射机的喷嘴孔径和喷嘴球面半径、定位孔直径、注射容量、锁模力、注射压力、注射速度、定模板和动模板之间的最大开距及最小开距、动定模板的面积大小及安装位置尺寸、调距螺母的可调长度、最大开模行程、拉杆间距、顶出杆直径及其位置、顶出行程等。2.4 确定模具结构 理想的模具结构必须满足塑件的工艺技术要求和生产经济性要求。工艺技术的要求是要保证塑件的几何形状、尺寸公差及表面粗糙度；生产经济性的要求是要使塑件的成本低、生产效率高、模具使用寿命长、操作维修方便、安全可靠。在确定模具结构时主要解决以下问题： (1)塑件成形位置及分型面的选择。(2)型腔数目的确定，型腔的布置和流道布局以及浇口位置的设置(3)成形零件的结构设计与尺寸计算。(4)模架选择或设计，其他结构零件的选择与结构设汁，设计时应尽量采用标准件。(5)侧向分型与抽芯机构的结构设计与计算。(6)推出机构的结构设计与计算。(7)拉料形式的选择。(8)排气和引气系统的结构设计。(9)冷却系统与加热装置的设置等。2.5 确定总体尺寸与绘制结构草图在确定模具结构的基础上，参照有关塑料模模架标准和结构零件标准，绘制模具结构草确定模具轮廓尺寸和零部件主要结构尺寸，并根据塑件的基本参效和所选注射机的基本参效，进行两者之间的适应性校核，以最后调整、确定模具结构与参数。2.6 绘制模具装配图 绘制模具装配图时，无论采用手工绘制还是计算机绘制，除了应把模具的整体结构和各零部件的装配关系、紧固、定位等表达清楚之外，还应注意以几点： (1)能够采用1：1比例绘制的应采用1：1的比例绘制。 (2)正确选择足够的视图，以表示模具整体结构、各零部件之间的装配关系。 (3)可按塑料模的习惯方法绘制，但不能违反机械制图国家标准。 (4)应标注出必要的尺寸(如模具的外形尺寸、装配尺寸和闭合尺寸等)。 (5)参照塑料模技术条件国家标准，拟定所设计模具酌技术要求和必要的使用说明。 (6)图样的右上角绘出塑件图并注明名称、材料、制图比例等。复杂的塑件则将塑件图绘制在另一张图样上。 (7)按国家标准并根据目前生产实际需要，拟定模具零件明细表内容。2.7 绘制模具零件图 模具零件图的绘制主要是指非标淮的模具零件图的绘制，对于直接采购的标准件可不必绘图。模具零件图的绘制除了应符合机械制图国家标准外，还应注意以下几点： (1)绘图顺序一般为先成形零件后结构零件。 (2)应尽可能按1：1的比例绘图，必要时可以放大或缩小。 (3)图形方位尽可能与其在装配图中一致，视图选择与表达应合理、布置得当。(4)尺才标注除了应符合机械制图标准和加工工艺要求外，对于需要进行数控加工的成形零件和结构零件，还应充分考虑与数控加工工艺要求相适应。 (5)合理选择零件材料和热处理要求及表面处理要求。 (6)拟定必要的技术要求及其他说明。 (7)填写零件名称、团号、材料、数量、热处理、表面处理。2.8 审核模具图 模具装配图和零件固绘制完毕后应认真进行全面审核。审核模具装配图、零件图的绘制是否正确，审核成形零件的工作尺寸、装配尺寸、安装尺才审定成形零件相结构零件的配合位置关系审核模具工作过程各零部件的动作是否正常和动作的稳定性。3 设计依据3.1 毕业设计任务书a题目：线轮的注塑模具设计b设计原始数据产品材料：PVC 塑件的形状以及尺寸如下图3-1所示：c设计基本内容要求根据所给材料及产品的形状尺寸，设计出一套完整的线轮注射模具。进一步明确模具的一般工作原理，掌握模具的结构和基本动作过程。在设计过程中学习使用各种有关模具方面的工具书及资料。并画出线轮注射模具的总装配图、零件图。编写设计说明书。 图 3-1 线轮零件图3.2 塑件材料分析7 3.2.1 PVC性能分析PVC:又名聚氯乙烯，属于热塑性塑料，热塑性塑料受热时候，随温度的升高而软化，冷却是又从新硬化，该过程可以多次重复。1.无定型塑料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡，宜先干燥。2流动性差，极易分解特别是在高温下与钢铜金属接触更易分解，分解温度为200，分解时有腐蚀性刺激性气体产生。3成型温度范围小，必须严格控制料温。4用螺杆式注塑机及直通喷嘴，孔径宜大，以防止死角滞料，滞料必须及时清除。5模具浇注系统应粗短，进料口宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应该镀铬。3.2.2 PVC的注射成型工艺过程预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序清理模具、涂脱模剂-合模-注射3.2.3 PVC主要技术指标10 热物理性能表3-1 热物理性能密度(g/ cm)1.38比热容(Jkg-1K-1)12831464导热系数(Wm-1K-110-2)12.117.3线膨胀系数(10-5K-1)4.95.9收缩率1.53.6力学性能表3-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7缺 口11 PVC塑料成型条件注射机类型：螺杆式注射机预热温度：70-90（）预热时间：4-6（h）料筒温度：前段 160-170（） 中段 180-200（） 后段 170-190（）模具温度：30-60（）注射压力：80-130（MP）成型时间：注射时间 15-60（s） 高压时间 0-5（s） 冷却时间 15-60（s） 总周期： 40-130（s）3.2.4 PVC成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70C左右热变形温度约为93C）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。3.3 注射成型过程及模具设计机理3.3.1 塑料注射成型过程塑料在塑料注射机的料桶中加热到一定温度，使其熔融并保持流动状态，然后在注射机挤压系统的高压下，定温、定压、定量的注射到闭合的模腔内成型，熔料经过冷却固化成与模腔相对应的形状，模具开启后将成型的塑件顶出。其工艺流程图参见图3-2。 熔 融 塑 料嵌 件 预 热粒 状 塑 料冷 却 定 型清 模后 处 理开 模顶 出成 型 塑 件干燥保压注射注射机合模图 3-2 塑料注射成型工艺流程方框图 3.3.2 塑料注射成型注射成形的工艺条件 (1)料简和喷嘴温度：料简温度应高于塑料的粘流温度(无定形塑料)或熔点(结晶形塑料)温度。适当提高料简温度可以提高熔料的流动性，有利于充模成形，但温度过高易引起塑料的变色、降解和分解。料筒的加热区域一船分为前、中、后三段，靠近喷嘴的为前段，取近加料口的为后段。三段的加热温度一般是前段最高，中段次之，所段最低。喷嘴温度过高，熔料易产个流涎现象，喷嘴温度过低，喷嘴口的熔料会凝固成冷料，或堵塞喷嘴，或在注射时冷料进入模腔而影响塑件的内部均匀。(2)注射压力与注射速度：螺杆在注射时对单位面积的塑料熔体施加的压力称为注射压力。提高注射压力可以增强熔料的流动能力、增加充模流程。但注射压力过大会使塑件产生飞边，影响外观质量；塑件冷却后对型芯和型腔的包紧力增加，起模困难；塑件内部产生较大的内应力，影响其使用性能，甚至产生应力开裂而成为废品。注射压力过低。场使熔料充模不足。螺杆或柱塞在注射时的移动速度称为注射速度。采用慢速注射时熔料允模速度慢宜出现熔体表面凝固使塑件产生凹痕和嫁接缝。采用高速注射时可以提高生产率，同时能减小模脾内的熔料温差，改善压力传递效果，从而得到密度均匀、内应力小的精密制件，但注射速度过大时，熔料流经浇口等处易产生不规则的流动和烧伤等现象，影响制件表面质量。 (3)保压压力和保压时间：熔料充满模腔后，螺杆或柱塞必须在一定时间内继续保持对料简内熔料的压力。保压的作用主要是补缩，即在模腔内的塑料熔体冷却收缩后能补充部分熔料进入模腔，以提高塑件质量。保压压力一般等于注射压力，也可以小于注射压力。保压时间与料温、模温、塑件壁厚、模具浇注系统尺寸大小等有关。保压压力高、时间长，则塑件尺寸收缩量小，但是塑件的内应力大，起模困难，保压时间可以在料简温度、模具温度和保压压力确定后，通过逐渐增加保压时间并观察塑件尺寸的变化情况加以确定，随着时间增加到使塑件尺寸趋于稳定时，对应的时间就是最佳保压时间。 (4)冷却时间：冷却时间是指从注射、保压结束到模具开起的这时间，一般占周期的70一80。冷却时间与塑料冷却速度及结晶性能、塑件壁厚、冷却系统等有关，一般以塑件起模时不致引起变形为原则作为确定最短冷却时间的依据。 (5)螺杆转速与背压：螺杆式注射机在加料塑化时的螺杆转速对塑化的效率和质量有直接影响。提高螺杆转速可以增加塑料前移时的剪切摩擦热，从而提高塑化效率和熔体温度，过足容易引起热敏性塑料的过热分解，或在注射成形熔体粘度高的塑料时造成螺杆传功系统过载。 背压又称塑化压力，是指在加料塑化过程中螺杆转动后退时料简前端的熔料所具有的压力。提高背压能够提高熔体的温度及熔体温度的均匀性，有利于塑料的均匀混合有助于排除熔体中的气体。但是背压过高又会导致塑料降解、变色或塑件表面出现拉丝。 (6)模具温度 模具温度及其波动对塑件质量有很大的影响，模且温度过低将导致熔体冷却速度加快，流动性降低，会使塑件轮廓不清晰，表面无光泽甚至产生熔接痕。模具温度过低、熔料充模速度又较慢时，还会使塑件内应力增大，容易产生翘曲变形或开裂。模具温度过高，则对于塑件的收缩率大的塑料起模后塑件的变形较大，易影响塑件的形状和尺寸精度。 注射成形熔体粘度低、流动性好的无定形塑料时，一般要求模具有较低的温度。注射成形溶体粘度高、流动性差的无定形塑料时，一般要求模具有较高的温度，注射成形结晶型塑料时，应根据塑料结晶度的要求来确定模具温度。对于温度要求较低的模具若是成形小型薄壁塑件，则可以通过自然冷却保持热平衡；若是成形大型成厚壁塑件，则应设置冷却系统进行强制冷却。当模具温度要求在80以上时，应设置加热装置对模具进行加热。(7)加料量与余料：注射成形必须准确控制加料量，并保证每次注射后料简前端留有定的余料。加料量过少，则料简前端的余料不足，会使塑件产生缺料、凹浪、空洞等缺陷。加料且过多，则料筒前端的余料过多，不仅使注射时的压力损失增加还会使塑料在料简中的停留时间增加导致变色和分解。余料量一般控制在10-20 mm。结合PVC的成型条件，初步确定：注射机类型：螺杆式注射机预热温度：80（）预热时间：4-6（h）料筒温度：前段 165（） 中段 185（） 后段 175（）模具温度：45（）注射压力：100（MP）成型时间：注射时间 40（s） 保压时间 5（s） 冷却时间 60（s） 总周期：105（s）余料量：10mm螺杆转速：27r/min3.3.3注射模具基本组成5（1）塑件成型零件：系指构成模具型腔 直接与塑件熔体接触并成型制品的模具零件或部件；由动模型腔、静模型腔、型芯、镶块、活块等组成。（2）浇注系统:由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道称浇注系统,通常主流道、分流道、浇口、冷料穴及钩料杆等。（3）导向系统：保证动、静模在开合模过程中准确的对位或者脱模机构运行准确、平稳而设置的部件，由导柱、导套、导孔组成。（4）脱模系统：开模过程后期，将制品从模具上脱出的机构；其结构有推杆、推板、推管三种形式，三种形式可以任意组合。（5）侧向分型抽芯机构：带有侧凹或侧孔的制品，在脱模之前必须先进行侧向分型或将型芯抽出。（6）温度调节系统：为了满足注射成型工艺对模具温度的要求，模具设计的冷却或加热系统。（7）排气系统：为了在成型过程中将原型腔内的空气和浇注中产生的气体排除，避免产生气泡、对接痕、充型不全等缺陷。通常在模具型腔死角上设有排气槽，排气系统设计发车灵活，可以通过合理的分型面、顶杆、型芯、活块、镶块等达到排气的目的。（8）其他辅助部件：如支承固定零件、限位和定位零件等。4 总体方案设计4.1 塑件工艺分析该塑件为线轮,属于轮盘类零件，其结构为腹板式。要求具有一定的强度、刚度等性能,同时还必须满足轮槽的槽底一定的粗糙度。基准直径d=140mm,线轮宽B=20mm,轮槽宽 b=8mm。内部有铬通孔，其直径为20mm，要求在设计中采用型芯，产品的外侧面存在内陷，则模具中要有行位结构。产品还要求表面光滑、美观，无气泡、裂缝等缺陷。 PVC合成塑料以其具有很好的韧性(抗震性)、密封性,较高的机械强度塑件结构如下图4-1所示。 图 4-1 塑件外形图4.2 拟定模具结构形式4.2.1 分型面位置的确定5如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、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比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。为了便于模具加工制造，应尽量选择平直且易于加工的分型面。如图4-2中A-A分型面所示，这样选择既方便了模具加工，又便于产品的脱模。 图4-2 塑件分模面图4.2.2 注射模具确定 根据设计任务书要求，PVC材料的各种性质，初步确定采用立式注射模，如下图4-3所示： 图 4-3 模具结构图1-动模座板 2-支承块 3-推杆 4-推件板 5-侧模 6-弯销 7-制件 8-盖板 9-浇口套 10-成型芯 11-盖板固定螺钉 12-定模 13-锁紧块 14-动模 15-型芯固定板 16-垫板 17-垫板固定螺钉 18-型芯固定板固定螺钉 19-推板固定板固定螺钉 20-推板固定板 21-推板4.2.3 确定型腔数量及排列方式模具选用一模一腔，分型面以上位于定模型腔，以下位于动模型腔。4.2.4 模具结构形式的确定为保证塑件的充型良好，保证均匀进料，本模具采用直接浇口的浇注形式。5 设计计算5.1 模架选用与合模导向机构的设计设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等因素。本套模具选用标准塑胶模架，其规格如下：大水口系统的标准型，4040（即400400）。一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。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。5.2 注射机型号的确定5.2.1 塑料注射机的类型和结构组成：塑料注射机按用途可以分为热塑性塑料通用注射机和专用注射机(热因性塑料注时机、注射收塑机、发泡注射机、排气注射机等)：按外形可以分为卧式注射机、立式注射机和直角式注射机；按塑料在料桶内的塑化方式可以分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。目前，在生产中应用最为广泛的是卧式螺杆式热塑性塑料通用注射机塑料注射机一般由注射装置、合模装置、液压和电气按制系统、机架等四个部分组成，如图5-1为卧式注射机的外形结构图 图5-1 卧式注射机外型及其成型原理图 1-注射机顶杆 2-动模 3-推出机构 4-塑件 5-定模 6-浇注系统7-喷嘴 8-熔体 9-料桶 10-电加热圈 11-料斗 12-塑料 13-螺杆 注射装置的作用：将一定量的塑料加入料筒，将加入料筒内的塑料加热并均匀地塑化成熔体，以足够的速度和压力将一定量的塑料熔体注射进模具型腔；注射完成后保持一定时间和压力，进行补缩并防止熔体返流。合模装置的作用：准确可靠地安装模具；实现模具的开、台模动作；注射时保证可靠地锁紧模具；开模时保证制件推出起模。液压和电气控制系统的作用：控制注射机的工作循环过程和成形工艺条件，使注射机按注射工艺预定的动作要求和工作要求准确有效地工作。机架的作用：将上述几个部分，组合在一起。5.2.2 塑料注射机的技术参数 塑料注射机的规格是指决定注射机加工能力和适用范围的一些主要技术参数。在设计塑料注射模时，应根据实际情况对这些技术参数进行校核。1. 注射量：注射量是指注射机进行一次注射成形所能注出的熔料的最大容积，它决定了这台注射机所能成形的塑件的最大体积。一台注射机酌最大注射量受注射成形工艺条件的影响而且有一定的波动，因而在实际生产中常用公称注射量或理论注射量来间接表示注射机的加工能力。每台注射机有其规定的最大注射量。成型件加上浇注系统的总量应该小于注射机的最大注射量。即 V总=V制+V浇GV制-每个成型件的质量V浇-浇注系统的总质量G-注射机的最大注射量实际生产中V总最大值只取G的80%塑件的体积V制=V0-V侧槽-V腹板槽V制=647.7ml浇注系统内塑料的总体积V浇=201.9 mlV总=V制+V浇 =849.6ml2.合模力：塑料流体在高压、高速下冲入型腔后，会在模具分型面上产生很大的压力，此压力足以是模具在分型面上张开，使塑件流体沿分型面溢出，形成厚大飞边，影响塑件的尺寸和精度。因此必须在注射成形时用合模装置对模具施加力，保证模具不发生张开。合模力在很大程度上决定了注射机所能成形的塑件在分型面上的最大投影面积。 注射机的合模力应大于模腔内塑料熔体压力产生的胀开模具的力， FPAKE式中：F合模力，kN； P模腔内熔体的压力，MP，一般取注射压力的1323，此取2/3. A所有塑件及浇注系统在模具分模面上的投影面积之和。 K安全系数，一般去1.1-1.25，此取1.25.E黏度系数，与塑料的流动性、制件的结构、浇注系统的形式等有关，一般取0.25-0.5，此取0.5F12170701.250.52/3F775.7kN3.模板尺寸和拉杆间距模具最大外形尺寸不能超过注射机动、定模扳的外形尺寸，同时必须保证模具能通过拉杆间距安装到动、定模板上，模板上还应留有足够的余地用于模具辅助部件。模具定位圈的直径与模板定位孔的直径按H9f9配合，以保证模具主绕道轴线与喷嘴轴线的同轴度。4.最大和最小模具厚度模具的厚度一般应在注射机允许的最大模具厚度和最小模具厚度之间，即：HminHHmax式中：H模具厚度,mm；Hmin注射机允许的最小模具厚度,mm；Hmax注机允许的最大模具厚度 ,mm。5.开模行程注射机的开模行程必须保证模具开启后能顺利取出塑件，磨具的厚度在注射机的最大开档和最小开档之间仅是磨具厚度对注射机的基本要求，对与单分型面注射模具6.顶出机构参数注射机顶出机构的形式有：中心机械顶出、两侧机械顶出、中心液压顶出加两侧机械顶出。采用中心机械顶出时，模具应对称固定在注射机动、定模板上以保证注射机的顶杆顶在模具惟板的中心位置上。采用两侧机械顶出时，应根据顶杆位置确定摸具推板尺寸，以保证注射机顶杆能够顶到模具推板上。模具动模座板上的顶杆孔直径应大于注射机顶杆直径12mm。7.喷嘴头部尺寸注射机喷嘴的头部尺寸和模具上与之接触的主浇道口的尺寸应相互吻合，不能出现间隙。 注射机型号和规格以及各参数如下：注射机型号:XS-ZY-1000注射量： 10003 注射压力：121MPa 螺杆直径：85mm螺杆转速：21、27、35、40、45、50、65、83 r/min注射行程：260 mm合模力： 4500KN 定位圈尺寸：150mm喷嘴球头半径：SR18mm最大开模距离：700 最大成型面积：18002推出形式： 中心液压推出推出行程： 100 机器外形尺寸：7670 1900 23805.3 浇注系统形式和浇口的设计5.3.1 浇注系统组成浇注系统是熔化塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所流经的通道。它的作用是将塑料熔体平稳、有序地填充到型腔中并在填充和凝固过程中将压力充分传递到型腔的各个部位，以获得组织紧密、外形光滑清晰、尺寸稳定的塑件。浇注系统的组成：它们一般由主流道、分流通、浇口和冷料口四个部分组成。主流道是指注射机喷嘴与模具接触部位的一段流道，是熔融塑料进入模具最先经过的部位。分流通是介于主流道和浇口之间的一段流通，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡通道，能使塑料流向得到平稳地转换。浇口是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分。浇口的作用是使分流道输送来的熔融塑料在进入型腔时产生加速度，迅速充满型腔；成形后还可以防止产生倒流。冷料穴一般设置在主流道或分流道的末端，其作用是贮存先进入浇注系统的低温塑料，以防止冷料进入模腔而影响塑件的组织紧密程度5.3.2 浇注系统设计原则1.根据制件的大小、形状、壁厚以及选择的分型面的形式合理的选择浇注系统的形式、大小及位置。2. 注系统的形式、大小及位置应保证熔体进入型腔不产生紊流，且排气通畅。3.在满足成型和排气通畅的前提下，流程尽量短，少转折以减少压力损失，节省原料。4.进料口的形式和位置应结合制件的形状和要求，做到整修方便，且不影响制件的外观质量。5. 进料口的位置应尽量正面冲击小型芯和金属嵌件，以防止小型芯变形和金属嵌件位移。6. 进料口的位置和数量应保证在凝固过程中制件不翘曲、不变形。5.3.3 浇注系统设计 1.主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为3.54mm，取3.5mm。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，为了修整和制造方便，模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种，下图为后者。唧咀的规格有12，16，20 等几种，本设计选用R20。具体尺寸参照下图5-2所示。 图5-2 浇口套的零件图2.分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔6。在本设计为单型腔单浇口注塑模具，因此不需要对分流道进行过多的考虑。3.浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，当塑料熔体在高压下高速通过进料口时，流速加快，摩擦作用加强，又会使熔体温度稍有升高流动性提高，有利于充型，它是是浇注系统的关键部分，因此浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。塑件的很多缺陷如缺料、缩孔、熔接痕、翘曲变形往往都是由于浇口的设计不当造成的。浇口按形式可以分为侧浇口、直接浇口，点浇口、盘行浇口、分流式浇口、轮辐浇口、爪形浇口，潜伏浇口。直接浇口：如下图所示，设计时，为了防止冷料进入型腔，但在不影响制件使用的情况下，在浇口的对侧设计一不明显的冷料穴，浇口长度应该尽可能的短，浇口的大端直径应该尽量小。直接浇口的位置一般在模具中心，只适用单腔、大型、深腔、壁较厚或聚碳酸酯等高黏度、流动性差的壳类制件。由于塑件属于轮盘类零件，故可以使用直接浇口，如图5-3所示图 5-3 直接浇口直接浇口的优缺点：1.浇口截面积较大，流动阻力小。2.模具结构简单紧凑，流动渠道短，便于加工。3.保压补压作用强，易于成型完整的制件。4.有利于排气及其消除熔接痕。5.除去浇口凝料困难，制件上有明显浇口痕迹。6.浇口附近熔料冷却较慢，延长注塑成型周期，影响生产效率。浇口的位置选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1) 尽量缩短流动距离。2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。3) 必须尽量减少熔接痕。4) 应有利于型腔中气体排出。5) 考虑分子定向影响。6) 避免产生喷射和蠕动。7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8) 注意对外观质量的影响。根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，选择设计一个进浇点。4.冷料穴设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。在本设计中冷料穴开设在主流道对面的型芯上（也就是塑料流动的转向处），其标称直径比主流道大端直径略小一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，但由于本设计是向上卸料，故不需要设计拉料杆。本模具中的冷料穴实际上只要将主流道顺向延长一段距离就行了。5.4 成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。成型零件设计要求1. 应有足够的强度和刚度以承受高压流体的压力2. 应有足够的硬度和耐磨度以承受高压流体的摩擦，一般硬度应达到50-60HRC。3. 对于一些在成型过程中会产生腐蚀性的材料（如PVC、POM、PF等），模具应选择耐腐蚀的合金钢或者对其进行表面处理。4. 模具旋转抛光性良好，表面粗糙度应在1.4以下，甚至要达到镜面。5. 切削加工性能好，热处理变形小，可淬性好。6. 熔焊性好，以便修模。7. 成型型腔应有足够的尺寸精度。成型零件材料的选择由于PVC流动性差，极易分解特别是在高温下与钢铜金属接触更易分解,且分解时有腐蚀性刺激性气体氯化氢产生，氯化氢在有水的情况下生产盐酸，盐酸强烈的腐蚀钢铁，所以选择耐腐蚀钢做模具的材料。耐腐蚀钢通常由拉伸强度在1000MP的预硬化钢制得或者在较软的退火状态制得，然后在进行热处理，以的到足够的硬度。通常耐腐蚀性和耐磨性是相互影响的。对与耐腐蚀刚，只有当机体中的铬元素的含量大于13%的时候。其才能达到足够的耐腐蚀性。常综上所述，初步选择4Cr13,表面淬火52-65HRC。4Cr13钢属马氏体类型不锈钢，该钢机械加工性能好，经热处理（淬火回火）后，具有优良的耐腐蚀性能、抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具、透明塑料制品模具等。但焊接性差，使用时必须注意。5.4.1 定模的设计定模总体上就是一圆柱体，底面上有一环形凸台，由于整个定模受的压力较大，还需要校核其厚度，另外还要考虑到冷却水道的布置、流道孔以及定模固定到锁模座中的固定形式等。定模总体尺寸如图5-4所示 图 5-4 定模结构 图 5-5 零件尺寸图计算定模的实际尺寸：零件的收缩率2%1. A尺寸：制件成型后制件上与A相对的尺寸会缩小，为了使缩小后的尺寸达到20mm,所以A的尺寸应该比20mm大，即A=(10mm+10mm) (1+2%)A=20.4mm2.R尺寸：制件成型后制件上与R相对的尺寸会由于收缩而反向增大，为了使增大后的尺寸达到5mm,所以R的尺寸应该比5mm小，即 R(1+2%)=5mm R=4.9mm3.B尺寸：制件成型后制件上与B相对的尺寸会由于收缩反向增大，为了使增大后的尺寸达到40mm,所以B的尺寸应该比40mm小，即 B(1+2%)=40mm B=39.2mmH尺寸：由于零件成型厚度与定模厚度无关，所以H的尺寸不需要做出改变。最终设计结构如下图5-6所示，流道孔设置在中间，凸台宽B=39.2mm，凸台圆角R=4.9mm，凸台内侧边界圆半径A=20.4mm。另外，还存在两个弯销孔，它们尺寸与制件尺寸没有关系，因此不需要考虑。 图 5-6 定模结构其实际效果图如图5-7所示图 5-7 定模的实际效果图 5.4.2 侧模的设计由于在该产品成型过程中，行位结构既是成型零件，又是侧抽芯机构。为方便说明，行位的设计将在侧抽芯机构的设计中详细讲述。图 5-8侧模尺寸图 图 5-9 零件尺寸图计算侧模的实际尺寸：零件的收缩率2%1.M尺寸：制件成型后制件上与M相对的尺寸会缩小，为了使缩小后的尺寸达到20mm,所以M的尺寸应该比20mm大，即M=20mm(1+2%)M=20.4mm2.K尺寸：制件成型后制件上与K相对的尺寸会由于收缩而反向增大，为了使增大后的尺寸达到4mm,所以K的尺寸应该比4mm小，即 K(1+2%)=4mm K=3.92mm3.L尺寸：制件成型后制件上与L相对的尺寸会缩小，为了使缩小后的尺寸达到70mm,所以L的尺寸应该比70mm大，即L=70mm(1+2%)L=71.4mm 尺寸：I、J分别为弯销孔内侧面的斜度和侧模外圆台面斜度即圆台面母线的斜度，其由于零件成型厚度与I、J尺寸无关，但是I、J的尺寸配合影响了侧模开合运动，因此I必须大于或等于J。其实际效果图如图5-10所示： 图 5-10 侧模的实际效果图5.4.3 型芯的设计由于零件中心有通孔，所以需要加一型芯，通孔内圆柱面相对零件上下便面的垂直度要求相对比较高，因此型芯的自身尺寸精度及与下模的装配尺寸精度对零件的质量有很大的影响。图 5-11 型芯结构图计算型芯的实际尺寸：零件的收缩率2%1.U尺寸：制件成型后制件上与U相对的尺寸会由于制件的收缩而反向增大，为了使增大后的尺寸达到20mm,所以U的尺寸应该比20mm小，即 U(1+2%)=20mm U=19.6mm1.V尺寸: V尺寸大小与浇口的尺寸、侧模厚度、型芯固定板的厚度有关。 V=58.4mm型芯的固定形式：型芯固定板的下部有一个阶梯孔，正好与型芯的下端配合，保证了型芯在竖直方向上相对垫板的垂直度，还限制了型芯在水方向上的自由度，从而固定了型芯。垫板控制了型芯在竖直方向的位置，从而间接的控制了浇口的尺寸。其固定结构如图5-12所示 图 5-12 型芯的固定形式其实际效果图如图5-13所示： 图 5-13 型芯的实际效果图5.4.4 下模的设计下模总体结构如下图5-14所示，定模总体上就是一阶梯圆台体，上面上有一环形凸台。在圆台体的外边缘有一阶梯，该阶梯专门用于与侧模进行配合，来保证制件的尺寸精度。在圆台体的中间有一个通孔用于与型芯进行配合。 图 5-14下模总体结构图计算型芯的实际尺寸：零件的收缩率2%1.N尺寸：制件成型后制件上与N相对的尺寸会由于制件的收缩而反向增大，为了使增大后的尺寸达到5mm,所以U的尺寸应该比5mm小，即 N(1+2%)=5mm N=4.9mm2.P尺寸：制件成型后制件上与P相对的尺寸会缩小，为了使缩小后的尺寸达到20mm,所以M的尺寸应该比20mm大，即P=20mm(1+2%)P=20.4mm3.S尺寸：制件成型后制件上与S相对的尺寸会由于收缩反向增大，为了使增大后的尺寸达到40mm,所以S的尺寸应该比40mm小，即 S(1+2%)=40mm S=39.2mm4.T尺寸：制件成型后制件上与T相对的尺寸会缩小，为了使缩小后的尺寸达到10mm,所以M的尺寸应该比10mm大，即P=10mm(1+2%)P=10.2mm5.Q尺寸：由于Q与型芯配合，所以Q的尺寸与型芯外圆柱面一致，即Q=19.6mm其实际效果图如图5-15所示 图 5-15 动模的实际效果图5.5 脱模顶出机构的设计塑料制品注射成型并在模腔中冷却固化后开启模具，将制品从模体中顶出，是靠模具顶出机构的动作来实现的。顶出机构的功能是，在任何正常情况下，顶出机构都能确实可靠的将成型的塑件从模板一侧顶出，并在合模时其相关的顶出零件确保不与其他模具零件相干扰地恢复到原来位置。制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的顶出是不可忽视的。脱模机构按驱动方式可分为：手动脱模、机动脱模、气动脱模、液压脱模。脱模机构按结构可分为简单脱模机构：有称一次脱模机构二级脱模机构：一些形状特殊制品，如采取一次脱模，容易使制品变形、损坏、甚至不能从模腔中脱出。双脱模机构：动模和定模两边均设置有简单脱模机构。顺序脱模机构：对于成型复杂的制品模具，一般会有多个分型面，此时应顺序分开。螺纹制品脱模：通过自动旋转，使制品从螺纹型芯上脱出本套模具的顶出机构为液压顶出，形式比较复杂，采用左右弯销分型脱模机构。5.6 顶出机构的设计原则在设计顶出脱模机构时应遵循下列原则：a.顶出机构应尽量设置在动模一侧 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，顶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。b.保证塑件不因顶出而变形损坏 为了保证塑件在顶出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择顶出方式及顶出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。c.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，确保塑件顺利脱模。d.良好的塑件外观 顶出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免顶出痕迹影响塑件的外观质量。e.合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须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5。 5.7 温度调节系统在塑料注射成型中，模温调节系统直接影响到制品的的变形、尺寸精度、力学性能、表面质量和生产效率。温度控制系统的设计原则1. 温度控制系统的设计应先于脱模机构。2. 注意凹模和型芯的平衡。3. 对于简单的模具，可以先设计冷却水出入温差，让后计算冷却水的流量，冷却管的直径与长度、保证湍流的流速以及维持该流速所需要的压力降。4. 普通模具与精密模具的冷却方式是不同的对于大批量生产的普通模具可以采取快冷以获取较短的循环周期。5. 模具中的冷却水温度升高会使热传递减小，普通模具中进出冷却水温差应该在5以内。6. 普通模具的冷却水应采取常温的水，通过水流速度来调节模具温度。7. 合理调节冷却管的中心距以及冷却管与型芯的距离。8. 尽可能的是所有冷却管分分布均匀。9. 应加强浇口处的冷却。由于本模具属于普通模具，只能大体的安排，设计如下：在模具加工之前，需要进行模具的试注射。这样就可以增加模具的温度，由于PVC注塑的模具温度要求在30-60，而模具的试注射就可以使模具温度达到此温度范围，所以本模具只需要设计冷却温度，不需要设计加热系统。冷却液直接用常温水就行，这样进出水温差也不是很大。图 5-16 温控水通道冷却管路如下图5-16所示，将冷却管道设计在定模内部，定模在模具加工过程中基本没有移动，所以能有效的保证温控系统的稳定性，降低其受外界环境的干扰。动模在每一次的注塑过程中都有很大进程的相对移动，与空气接触时间长，空气对其还具有一定的冷却作用，在本普通模具动模中就不安装温控系统。此模具使用平面回路式冷却，其冷却回路如图5-17所示 图 5-17 冷却管道安排图冷却回路与定模盖板相连，进水口应该在外缘，出水口在内缘，这样就形成逆流，冷却效果好。冷却水流速度不适度就可以。可以根据实际情况而定。6 设计说明6.1 模具的试模与修模1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。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。6.1.1 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，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。6.1.2 粘着模芯（1） 注射压力和保压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。6.1.3 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0.51 。（5） 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，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。6.1.4 成型缺陷及其可能的原因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。（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：a. 熔料流动阻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。b. 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。c. 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。（2） 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，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：a. 注射过量b. 锁模力不足c. 流动性过好d. 模具局部配合不佳e. 模板翘曲变形（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。a.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，事实上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。b. 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，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京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。（4）制品有熔接痕a.塑料温度低，模具温度低；b.注射压力小，注射速度慢；c.浇注系统位置不当，流程长，塑料流阻大；d.模具冷却系统不当；e.原料流动性差或者原料掺有不相容料；（5）制品表面有波纹a.塑料温度低，模具温度低；b.注射压力小，注射速度慢；c.塑料流动性差；d.浇注系统流程长、截面小、浇口尺寸小；e.模具冷却系统不当；模具供料不足。（6）制品表面有银丝斑纹a.原料含水分高、有低挥发物；b.塑料温度高、模具温度高；c.注射压力太低；模腔排气不良；d.流道、浇口小，剪切作用太大；e.模温低、注射压力小、注射速度小使熔料填充慢，冷却快；f.模具表面有水分、润滑油或脱模剂过多；g.配料不当，混如不相容料或异料。以上是热塑性塑料注射成型制品的常见缺陷及其可能的原因6.2 模具的安装与动作过程本套模具仅有一个分型面。即定模和侧模的接触面所在的平面。安装：1.安装动模座板，在安装支承块。2.将推杆、推杆固定杆、推板安装在一起，用螺钉固定在一起后放在动模座板和支承块内部。3.将型芯垫板套在推杆上安放在支承块上，并进行固定。4.将推件板套在型芯上，将动模安装上。5.将浇口套、弯销安装在定模上，用盖板固定让后将侧模安装在弯销上。将锁紧块安装在定模上，由冷却水道的粗水控制其轴向自由度。6.将5安装后的部件和4安装后的部件组装在一起即可。动作过程：合模时，顶杆顶住推件板，推件板与侧模以及定模配合，形成型腔。注塑成型后，首先动模向下运动一段距离，然后定模座板上的弯销的斜面段迫使活动的侧模向外推开。这时注塑机顶杆推动推板、推板固定板、推杆及其推件板，推件板从型芯上把塑料制件推出。6.3 模具的优缺点优点：1.在本设计中，将上模设计为定模，将冷却水道安排在定模内，下模设计成动模，这样提高了温控系统的稳定行。2.开模时，侧模在弯销上移动，这样通过改变竖直方向上的位移来改变水平位移，结构简单可靠。缺点：1. 定模为圆柱体，冷却水道不能均匀的安排，动模中安排冷却水道，其温控系统的稳定性可能会降低。2. 浇口考虑到充塑效果的时候，设计为直接浇口，但是浇口套内的冷却塑料会和制品形成一体，不利于零件的后续处理。3. 考虑到模具的加工工艺性，模具的材料选择4Cr13，但模具的材料成本会增加，如果想降低其材料成本，可以使用45号钢，型腔面上镀铬，这样成本降低了，但型腔面上的表面粗糙度和尺寸精度不易保证。 参考文献1 李德群.唐志玉主编. 中国模具设计大典M.电子工业出版社，2007年3月第一次印刷2 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.机械工业出版社,2002:P42-2313 许发樾.实用模具设计与制造手册M.机械工业出版社，2004年4 德 k.stoeckhert/G.Mennig编著.模具制造手册M.化学工业出版社.5 唐志玉、李德群、徐佩弦著.塑料模具设计师指南M.国防工业出版社，1999:P41-8266 丁闻.实用塑料成型模具设计手册M.第1版.西安交通大学出版社，1999:P48-2107 常芳娥、坚增运编著.注压成型模具设计M.西北工业大学出版社，2006年10月第一版8 王文广、田宝善、田雁晨著.塑料注射模具设计与技巧M.化学工业出版社，2003：P166-1999 陆宁著.实用注塑模具设计M.中国轻工业工业出版社，1997:P50-25410 罗河胜著.新编塑料材料手册M.广东科技出版社，2002:P54-9711 陈万林著.实用塑料注射模设计与制造M.机械工业出版社.12塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册M.机械工业出版社.13 蒋继宏.注射模典型结构100例M.中国轻工业出版社.14 刘际泽.塑料制品与模具设计提案M.中国轻工业出版社.15 刘昌祺.塑料模具设计M，机械工业出版社， 2002年16 许发樾.实用模具设计与制造手册M.机械工业出版社.17 王国中.注射模具CAD/CAE/CAM技术M.北京理工大学出版社.18 宋玉恒主编.塑料注射模具实用手册M.北京：航空工业出版社，1994年19 李秦蕊编.塑料模具设计M.西安：西北工业大学出版社，1991年20 奚永生.塑料、橡胶成型模具设计手册M.中国轻工业出版社.21 塑料模设计手册编写组编.塑料模设计手册M.北京：机械工业出版社，1984年22 王桂萍.邱以云编.塑料模具的设计与制造问答M.北京：机械工业出版社，2001年23 马金骏编.塑料模具设计M.北京：轻工业出版社，1984年24 成都科技大学等三大院校合编.塑料成型模具M.北京:轻工业出版社，1990年致 谢大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。在老师的指导下，毕业设计终于完成了。通过这段日子的学习，我对于模具特别是塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识。在此论文付梓之际，首先感谢恩师张洪江教授！老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在毕业设计的过程中，得到于春海、赵清来、潘世强、杨丹等老师的帮助。同时感谢吉林农业大学图书管工作人员的支持，在图书馆中我查询到了很多与论文有关的资料。感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。 我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿！衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！ 译 文The Development of China plastic mold profileChinas plastics industry background Profile status since 1998, the state promulgated a series of chemical building materials to promote the development of measures around the application of a strong market demand. Since then the product has a high profit, it attracted a large number of people to join this industry, the ultra-large-scale enterprises and the birth of constantly expanding, so that a certain region of the sudden increase in production capacity, then formed a nationwide non - Balanced production layout, and occupy the absolute superiority in a buyers market. Increased competition within the industry, product margins have been compressed, coupled with the start of the 2003 increase in the price of PVC resin, nearly 1 / 3 of SMEs closed down, suspended in the state. After the March 2005, PVC resin prices have fallen sharply, corporate profiles gradually return to normal profits, enterprises have gradually realized that the market for ultra-low prices can only occupy the practice of short-term benefits and long-term implementation will consume Its own economic strength. Therefore particularly value this long-awaited external environment, and strive to maintain a reasonable price, or to resist the downstream end of the extrusion products, eliminate non-profit business situation. Since joining the World Trade Organization (WTO), Chinas market economy status has been recognized many countries, Chinas domestic market is already international, even if only in the domestic business enterprise sales, is also faced by the countries co-owned enterprises by the International Of the market. Insight on the industry to intensify the international market, to study the foreign trade policy, and in accordance with international market demand, establish and improve enterprise management system, establishing adapt to the rules of international trade, in line with international norms of financial management systems and production management system , Adjust product varieties and production standards, to produce a number of industry profiles of modern international enterprises, and the industrys international business transition. 2006 China Extrusion Die in accordance with the development of the China Plastics Processing Industry Association plastic profile and the doors and windows of the Authority in 2006 Profile of plastic doors and windows and industry, will provide the data, coupled with our industry and related businesses Exchanges and Explore, we believe that the following data can be more accurately reflects the status of the domestic industry. Production capacity and actual production: As of the end of 2006, the profile of domestic production capacity of about 4 million tons / year, the actual production of about 2 million tons of which 23-scale enterprises of the profile production capacity of about 2 million tons, Actual sales of about 1.2 million tons. Also according to incomplete statistics, many-scale enterprises in 2007 have expansion plans, for example, in fiscal Zhejiang has 120 production lines in operation in Xian, Tianjin Jinpeng will have 252 production lines have in Tianjin, Anhui Province, Xian production, Liaoning Sui In Weiyuan will have four production lines imported or domestic production of 15 production lines, Baoding-up will also have eight production lines put into production. Domestic and foreign market demand: In 2006 plastic profile and the doors and windows industry annual meeting, the Commissioner of the Ministry of Construction Technology Division Ni Jiangbo introduced in the domestic construction market, pointed out: the next five years the scale of urban housing construction in about 1.5 billion square meters / Year level. This projection, the prevalence rate of plastic doors and windows at 50%, these new housing consumption of plastic doors and windows Profile in about 1.8 million tons / year level, to take into account rural housing construction and urban transformation of the old buildings windows and doors Consumption, plastic profile in the d
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