线轴注塑模设计说明书

1、拥有本论文的全套，含拥有本论文的全套，含 cadcad 图纸、图纸、PPTPPT 演示稿，需要的请加演示稿，需要的请加 QQQQ 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 题目：题目： 线线轴轴注注塑塑模模设设计计 学学 院：院： 工工 学学 院院 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 年年 级：级： 指导教师：指导教师： 老师老师 二二 O 一一一一 年年 五五 月月 摘摘 要要 本设计进行了线轴注塑模设计.其中对零件结构进行了工艺分析,确定了分型面, 浇注系统等,选择了注射机,详细计算了成型零部件及各系统的尺寸.采用点浇口,结构 简单,易于

2、制造.利用直导柱和斜导柱导向,推管卸料及限位螺钉限位.这样的结构设计 可确保模具工作运行可靠.最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核,分析了此套模 具的工艺性及可行性. 关键词：线轴; 塑料模具; 浇注系统; 斜导柱。 Abstract The design of a spool of thread injection mold design. in which the structure of parts of process analysis to determine the sub-surface, casting systems, chose the injection machine

3、s, molding parts and the detailed calculation of the size of the system. using point gate, Simple structure, easy to manufacture. using straight pillar and angle pin guide, push the pipe discharge and the limit screws limit. Such a structure is designed to ensure that the die is reliable. Finally, t

4、he structure of the mold injection machine and the matching was checked Analyzes this set of molds and feasibility of the process. Keywords: injection mold；Plastic mold；casting system；angle pin. 目录 1 前言 .- 1 - 1.1 模具工业在国民经济中的地位 .- - 1 - - 1.2 各种模具的分类和占有量 .- - 2 - - 1.3 我国模具工业的现状 .- - 2 - - 1.4 世界五大塑

5、料生产国的产能状况 .- - 4 - - 1.5 我国模具技术的现状及发展趋势 .- - 5 - - 2 塑件设计.- 7 - 2.1 课题背景来源及意义 .- - 7 - - 2.1.1 塑料制品的材料 .- 7 - 2.1.2 塑件的结构分析 .- 8 - 2.1.3 尺寸精度分析 .- 8 - 2.1.4 表面质量分析 .- 9 - 2.2 本课题及相关领域的国内外现状及发展 .- - 9 - - 2.2.1 注塑模设计的特点 .- 9 - 2.2.2 注塑模的组成件 .- 9 - 3 工艺方案分析及零部件的设计.- 11 - 3.1 工艺方案分析 .- - 11 - - 3.2 分型面

6、及排气槽设计 .- - 12 - - 3.2.1 分型面的设计 .- 12 - 3.2.2 排气槽的设计 .- 13 - 3.3 浇注系统的设计 .- - 13 - - 3.3.1 主流道的设计 .- 13 - 3.3.2 分流道的设计 .- 14 - 3.3.3 浇口的设计 .- 14 - 3.3.4 浇口位置的确定 .- 15 - 3.4 成型零件的尺寸计算 .- - 15 - - 3.5 型腔及型芯的结构设计 .- - 17 - - 3.6 斜导柱的结构形式 .- - 18 - - 3.7 侧滑座的导滑锁紧装置 .- - 20 - - 3.8 合模导向机构及模架的选择 .- - 21 -

7、 - 3.8.1 导柱设计要求： .- 21 - 3.8.2 模架的选用 .- 21 - 3.9 推出机构的设计 .- - 22 - - 3.9.1 推出机构的选择 .- 22 - 3.10 模具温度调节系统的设计 .- - 23 - - 3.10.1 模具系统的热平衡计算 .- 23 - 3.10.2 湍流计算 .- 24 - 3.10.3 冷却面积计算 .- 24 - 4 注射机的选择及校核.- 26 - 4.1 注射机的选用 .- - 26 - - 4.2 与注射机有关的尺寸校核 .- - 26 - - 4.2.1 模具厚度的校核 .- 26 - 4.2.2 开模行程的校核 .- 27

8、- 4.2.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 .- 28 - 4.2.4 注射量的校核 .- 28 - 毕业设计总结.- 29 - 参考文献.- 30 - 致 谢.- 31 - 1 前言 1.1 模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态） 的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消 耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平 的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的 质量，效益和新产品的开发能力。振

9、兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关 注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列 为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。 模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最 广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件，组件和部件 的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场 为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模 具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业

10、之一，汽车工业重点是发展 零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中 得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005 年将达到 170 种。一个型号的汽车所需模 具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有 14 种 排量 80 多个车型，1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000 多个，其 中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多 万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具

11、市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国 家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一 些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出 口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的 发展有着特别重要的意义。 1.2 各种模具的分类和占有量 模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模， 陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠 三维的模具形腔是材料成型。 （1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工

12、具。冲模占模具总 数的 50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模， 弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按 组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。 （2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压 设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模， 水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模 等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑 性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的

13、35，而且 有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模， 泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。 （4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速 下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的 6。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压 模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。 模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造 （凝固理论） ，塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度 显而易见。 1.3 我国

14、模具工业的现状 自 20 世纪 80 年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大 的动力。20 世纪 90 年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在 1990 年仅 60 亿元人民币，1994 年增长到 130 亿元人民币，1999 年已达到 245 亿元人民币， 2000 年增至 260270 亿元人民币。今后预计每年仍会以 1015的速度快速增长。 目前，我国 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具 厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业 等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江

15、等省发展得最为 迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家， 成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团 公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制 造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。 中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三 分之一。其中，冲压模具约占 50（中国台湾：40） ，塑料模具约占 33（中国台 湾：48） ，压铸模具约占 6（中国台湾：5） ，

16、其他各类模具约占 11（中国台湾： 7） 。 中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（19611981） ，成长期（1981 1991） ，成熟期（19912001）三个阶段。 萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和 机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产 业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模 具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。 1981 年1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具 产业对工业发展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入

17、“策略 性工业适用范围” ，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力 发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料 模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具产业已在推行计算机辅助 模具设计和制造等 CAD/CAM 技术，所以台湾模具业接触 CAD/CAM/CAE/CAT 技术的时间 相当早。 成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994 年，1998 年，由台湾地区 政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术 应用与发展计划” ，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与

18、 进口依赖高的模具。1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会 （ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员， 。整体而言，台湾模具产业在 这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计， 台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计 算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射 出及精密锻造等模具。 1.4 世界五大塑料生产国的产能状况 美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在 80 年代前期，美国塑料 产量就已达 2000 万吨之多，1986 年增至 23l0 万

19、吨，占全球总产量 8100 吨的 28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988 年、1990 年、1992 年、1994 年、1996 年和 1998 年分别增加到 2710 万吨、2810 万吨、3010 万吨、3410 万吨、 4000 万吨和 4360 万吨，占世界总产量的比例从 1996 年起提高到 30以上。2001 年美 国塑料产量为 4170 万吨，其中以聚乙烯为最多，达 1500 多万吨。其次分别是氯乙烯 650 万吨、聚丙烯 720 万吨、聚苯乙烯对酞酸脂 320 万吨、聚苯乙烯 280 万吨。国内塑 料消费量(产量+进口量一出口量)，美国也是全球最多的。美国的全

20、部塑料消费量 2001 年为 4280 万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000 年为 159 公斤，2001 年略减 为 155 公斤 ，居全球第 3 位。美国现有各种大小塑料企事业单位 1 万多家，其中职工 人数少于 50 人的占总数的 53，50l00 人的占 21，100500 人的占 23，超过 500 人的占近 4，职工总数近 90 万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达 110 万， 2001 年的出货金额为 2150 亿美元，人均出货金额为 195 美元。 德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪 90 年代初的 1991 年、1992 年 和 1993 年，德国塑料

21、产量都为 990 多万吨，1994 年增达超过 1000 万吨的 1110 万 吨1998 年达近 1300 万吨，1999 年为近 1400 万吨，2000 年增至 1550 万吨，超过日 本为世界第 2 大塑料生产国，2001 年上升为 1580 万吨，2002 年已过 1600 万吨。2001 年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为 285 万吨(低密度聚乙烯 160 万吨，高密度聚 乙烯 125 万吨)，氯乙烯 175 万吨，聚丙烯 160 万吨。德国 2001 年的国内塑料消费量 为 1280 万吨，其中聚乙烯 265 万吨，聚丙烯 155 万吨氯乙烯 152 万吨。德国人均塑 料消费

22、量 2001 年为 160 公斤，在世界上仅少于比利时的 172 公斤，高于美国的 155 公 斤，排在世界第 2 位。德国塑料制品加工业的职工总计有近 30 万人，2001 年的出货金 额为 360 亿美元，人均 126 美元。德国塑料制品加工企业中职工少于 50 人的占 44，50100 人的占 28，100500 人的占 25，500 人以上的占 4。 中国塑料工业多年持续高速增长，1991 年产量仅为 250 万吨，1995 年增为 350 万 吨，1998 年超过 700 万吨，到 2002 年已增达约 1400 万吨，超过日本而成为世界第 3 大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场

23、将持续走强，在包装、工程、建材、农用 和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过 2500 万吨。其中包 装塑料制品今年需求量将超过 850 万吨，工程塑料制品需求量将达 400 万吨左右，建 材塑料制品需求量将达 300 万吨以上，农用塑料制品需求量将在 500 万吨左右，日用 塑料制品需求量约为 80 万吨左右。 日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第 2 大塑料生产国。一直到 1997 年， 日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在 70 年代中期就已达 500 多万吨，1987 年突 破 1000 万吨，1991 年达约 1300 万吨，1992 年和 1993 年因受

24、日本经济下滑的影响， 产量略有减少，分别降至 1258 和 1225 万吨。从 1994 年起产量再度增长，1994 年、 1995 年和 1996 年分别回升到 1300 万吨、1400 万吨和 1470 万吨，1997 年的产量又比 上年增长 3.7，达到 1521 万吨，首次超过 1500 万吨。但这种增势在 1998 年受到遏 制，产量大幅度减少。1998 年，日本塑料产量为 1390 万吨，比上年减少了 8.7。1999 年和 2000 年日本塑料产量分别回升到 1432 万吨和 1445 万吨，但仍远未 恢复到 1997 年的水平。2001 年和 2002 年日本塑料产量再度下降至

25、 1400 万吨以下的 1364 万吨和 1361 万吨。2002 年日本塑料(原料)产量减为 1361 万吨。而中国则增为 1366 万吨，日本又退居第 4 位。 韩国塑料产量增长十分迅速，1986 年超过 200 万吨，1990 年增达 300 万吨，1992 年突破 500 万吨，1994 年、1996 年和 1997 年分别上升到 600 多万吨、700 多万吨和 800 多万吨，1998 年产量增至 850 万吨，1999 年突破 900 万吨，2001 年达 1200 万吨， 跻身于世界 5 大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001 年产量为 340 万吨(低密度

26、聚乙烯 160 万吨，高密度聚乙烯 180 万吨)，聚丙烯以 238 万吨排在第 2 位，其次分别是聚酯 161 万吨、氯乙烯 124 万吨、ABSAS 树脂 86 万吨、聚苯乙烯 77 万吨。韩国国内塑料消费量 2001 年 420 万吨，只相当于产量的 1/3 略高。人均塑料 消费量 2001 年为 106 公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数 2001 年为 3.1 万人，出 货金额为 85 亿美元，人均 276 美元。 塑料产量位居世界前 10 名的国家和地区还有法国 660 万吨、比利时 600 万吨、中 国台湾 598 万吨、加拿大 432 万吨和意大利 385 万吨(均为 2001

27、 年产量)。 1.5 我国模具技术的现状及发展趋势 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展 成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工 业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分 重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动 力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快 速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造 强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，

28、历经了半个多世纪，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（约 122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具， 6.5KG 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 模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年 的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速 制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制 造周期等方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数 量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口

29、 10 多亿美元的各类大型，精密， 复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国 模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展， 成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模 具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要 里程碑。实践证明，模具

30、CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提 高模具设计制造水平。 （4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现， 模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术， 以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 2 塑件设计 2.1 课题背景来源及意义 2.1.1 塑料制品的材料 ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性使 ABS 具 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，坚韧，良好的加工性和染色性能等一系列良好的 综合性能。 ABS 无毒、无味、呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，有极好的

31、抗冲击强度，且 在低温下也不迅速下降；有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学 稳定性和电器性能,其工艺参数如表 1-1 所示。 ABS 的主要成型特点是：成型压力较高；塑料上的脱模斜度宜稍大；成型加工前应 进行干燥的处理；模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；要求塑件精度 高时，模具温度可控制在60，要求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080C 50C C 。C 表 2-1 ABS 注射成型的工艺参数表 料 筒 温 度)( c 成型时间（s） 塑 料 注射成 型机类 型 密 度 (g.cm3) 后 段 中 段 前 段 模 具 温 度 )( c 注射 压力 mpa 注 射 时

32、 间 保 压 时 间 冷 却 时 间 成 型 时 间 ABS 螺杆式 1040 180 20 210 23 200 2 50 70 3 15 15 40 0010709030303070 塑件的设计随塑料品种、性能和成型方式的不同而有所差异。高质量的塑件需 要优秀的产品设计、高水平的模具和优化的成型工艺三者有机的结合。但是在实际 塑件设计时，多数是根据经验进行设计，往往造成产品在某些性能上不能满足使用 要求，导致成型模具不适用，从而产生极大的浪费。因此，在进行塑件设计时，对 塑件及其成型工艺条件进行优化设计，使发现的问题在塑件设计完成之前即得到解 决，以缩短产品开发周期、提高产品质量并减少浪费

33、。 因此，在进行塑件设计时，我们可以借助塑料模拟流动分析软件，对塑件的注射 成型过程进行模拟，分析最终塑件可能出现的各种问题，在综合分析的基础上对塑件 几何结构和成型工艺进行优化从而在设计阶段有效地解决可能出现的质量问题。 注射成型又称注射模塑，是热塑性塑料制作的一种主要成形方法。除个别热塑性 外，几乎所有的热塑性都可用此方法成型。其可成型各种形状的塑料制件，特点是成 形周期短，能一次成形外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的塑料制件，且生产效率高， 易于实现自动化生产，所以广泛用于塑料制件的生产中，但注射成型的设备及模具制 造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料制件的生产。据估计，注塑制品占所有模

34、塑件总产量的三分之一；占塑料成型模具数量的二分之一以上。 2.1.2 塑件的结构分析 图 2.1 塑料制件 塑件如图 1.1 所示，材料为 ABS 塑料，须考虑圆周方向侧向分型；塑件各部位壁 厚均为 3mm，属薄壁制品；为减轻重量及增加强度，两端外侧各有环形加强筋 2 条、分 布均匀的轮辐式加强筋 24 条；右端内侧有环形加强筋 1 条、分布均匀的轮辐式加强筋 8 条，各加强筋壁厚均为 1.5mm 并允许有较大的脱模斜度。 2.1.3 尺寸精度分析 住塑件由于没有精度要求,因此取一般精度四级(SJ1372-78). 由以上分析可见,该 零件的尺寸精度为低精度,对应的模具相关零件加工可以保证.

35、2.1.4 表面质量分析 塑件的表面除要求没有缺陷，毛刺外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实 现。经以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求 可以得到保证。 2.2 本课题及相关领域的国内外现状及发展 2.2.1 注塑模设计的特点 （1）大多数属于假塑性液体，能“剪切变稀” 。它的流体性依赖于物料品种、剪切 速率、温度和压力。因此，必须按其流变特性来设计浇注系统，并校验型腔压力及锁 模力。 （2）腔压力的耐压容器。应在正确估算模具型腔压力的基础上，进行模具的结构 设计。为保证模具的闭合、成型、开模、脱模和侧抽芯的可靠进行，模具零件和塑件 的刚度与强度等力学问题必

36、须充分考虑。 （3）在整个成型周期中，塑件模具环境组成了一个动态的热平衡系统， 将塑件和金属模的传热学原理应用于模具的温度调节系统的设计，以确保制品质量和 最佳技术经济指标的实现。 注塑模设计理论及方法，以经历了从经验设计到理论设计的过程。我国正在加紧 开发研制注塑模设计的 CAD/CAE/CAM 实用软件。 2.2.2 注塑模的组成件 注塑模可分为动模和定模两大部分。注射充模时动模与定模闭合，构成型腔和浇 注系统。开模时动模与定模分离，取出制件。定模安装在注射机的固定模板上；动模 安装在注射机的移动模板上。根据零件的不同功能，可由七个系统或机构组成：（1） 成型零件：主要包括凹模、凸模、型芯

37、等；（2）浇注系统；（3）导向与定位机构； （4）脱模机构：主要由顶杆、拉料杆等组成；（5）抽芯机构；（6）温度调节系统； （7）排气系统。 3 工艺方案分析及零部件的设计 3 3.1 工艺方案分析 制件及浇注系统如图 3.1 所示 图 3.1 塑件及浇注系统 经计算得塑件的体积： (1102.5)(302 272) + 3(272102) +12(132102) 件 V +10(232202) +11.5(522492) +11.5(412382) +23(652302) +10(652602) 202 3 cm 浇注系统的体积可估为： 1/3(62843242) + 1/3(6221421

38、4) + 浇 V 1/3(621003250) 4 + 2572 4 32 3 cm =202+32=234 件总 VV1 浇 V 3 cm 为了保证制件的质量，又可充分发挥设备的能力，则： 80% (3.1) 总 V 浇 V 代入计算有: 23480%=292.5 浇 V 3 cm 型腔数目的初步确定: 方案： 一模一腔 优点：模具结构较简单，易于制造。 缺点：生产效率较低。 方案： 一模多腔 优点：生产效率高 缺点：模具结构很复杂,所需轮廓太大,很难实现. 综合比较方案、分析，由于该线轴注塑模尺寸较大,要实现大批量全自动连续 生产必须简化模具机构，应采用一模一腔的设计。故采用方案. 3.2

39、 分型面及排气槽设计 3.2.1 分型面的设计 分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具结构与制造成本。 在选择分型面时，要注意几个规则： 应选择在塑件的最大截面处，否则无法脱模和加工型芯。 尽可能地将塑件留在动模一侧。 有利于保证塑件的尺寸精度, 有利于保证塑件的外观质量。 有利于排气。 有利于简化模具结构。 基于上述的几点，对制件分型面作出这样的分析：为保证大批量全自动连续生产 的要求，该模具设计了三次分型机构：分型面设在活动模板与定模镶块之间, 第 1 次分型用于拉断点浇口，使浇注系统凝料与塑件分离；分型面设在定模板与活动 模板之间,第 2 次分型用于脱落整个浇注系统凝料

40、；分型面设在模套与连接板之间,第 3 次分型用于塑件脱模，其结构如图 3.2 所示。 图 3.2 分型面 3.2.2 排气槽的设计 利用分型面排气是最简便的方法.由于是中小型模具的简单型腔,因此可以利用其分 型面,同时利用配合间隙排气,其间隙为 0.03mm0.05mm.此外,多点浇口的设置也有利 于排气 3.3 浇注系统的设计 浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的 关键。通常由主浇道、分流道、浇口、冷料穴和排气槽等部分组成，其结构如图 3.3 所示： 图 3.3 浇注系统 3.3.1 主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，它与注射机

41、喷嘴在同一 轴心线上，由于主流道与熔融塑料和注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开 设在定模上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式固定在定模 板上。主流道的基本结构如图 3.4 所示： 图 3.4 主浇道 3.3.2 分流道的设计 在设计过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应使它的压力损失以及热量损失最 小，而以分流道中产生的凝料最少为原则。 分流道的截面形状：采取半圆形截面，效率好，制造简单，其结构如图 3.5 所示，分 流道布局如图 3.6 所示。 图 3.5 分流道截面 图 3.6 分流道布局 3.3.3 浇口的设计 由于浇口是主流道、分流道与型腔之间的连接部分，它的

42、位置及其形状、尺寸的 设计正确与否将直接决定着塑件质量、注射效果和注射效率。 方案:环形浇口,主要用来成型圆桶形塑件,开设在塑件外侧,塑料熔体在模时进 料均匀,但浇口去除较难,浇口痕迹明显. 方案:点浇口,从塑件的端面浇入,熔料通过压力充满型腔。当采用单个的点浇口 不宜成型平薄塑件及不允许有变形的大型制品时,用多点进料的形式可弥补以上不足, 防止塑件变形. 各部分均衡进料，防止塑件变形和缺料浇口设计成 4 处点浇口均匀分布的形式。4 点位置设在塑件外侧环形与轮辐式加强筋交叉处的小圆柱上，这样可以做到进料点对 称，充模均匀，并有利于排气。 结构形式如图 3.7： 浇口直径： mmd)5 . 15

43、 . 0( mml)25 . 0( 3H DH 4 3 1 5 . 25 . 1R (3.2) 图 3.7 点浇口结构 5 . 02 . 0r 3.3.4 浇口位置的确定 浇口位置的确定如图 3.8 所示 图 3.8 浇口位置 3.4 成型零件的尺寸计算 根据零件的结构（如图 3.9）其尺寸计算如下： 型腔径向尺寸计算公式： (3.3) 0 )75 . 0 ()1( SM LsL 型芯径向尺寸计算公式： (3.4) 0 )75 . 0 ()1( sm lsl 型腔深度尺寸计算公式: (3.5) 00 3 2 )1(HsH 型芯高度尺寸计算公式: (3.6) 0 0 3 2 )1( hsh 式中

44、： 型腔径向尺寸； M L 型芯径向尺寸； m l 平均收缩率； s 塑件的基本尺寸； ss Ll , 塑件的公差值； 模具成形零件的制造公差； 型腔深度最小基本尺寸 H 塑件的最大基本尺寸 0 H 型芯高度的最大尺寸h 塑件内形深度最小尺寸 0 h 图 3.9 零件图 03 . 0 0 03 . 0 0 03 . 0 1 64.130 1 . 075 . 0 130)0055 . 0 1()( oM L 03 . 0 0 03 . 0 0 03 . 0 2 26.60 1 . 075 . 0 60)0055 . 0 1()( oM L 0 1 . 0 0 1 . 0 0 1 . 01 52.

45、543 . 075 . 0 54)0055. 01()( m l 0 1 . 0 0 1 . 0 0 1 . 02 34.203 . 075 . 0 20)0055 . 0 1()( m l 17 . 0 0 17 . 0 0 17 . 0 0 54.110 1 . 0 3 2 110)0055 . 0 1( H 0 1 . 0 0 1 . 0 0 1 . 0 70.903 . 0 3 2 90)0055 . 0 1( h 3.5 型腔及型芯的结构设计 按动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为手动,机动,气动或液压三类. 这里我们选用的是机侧向抽芯机构中的斜导柱分型抽芯. （1）型腔:因

46、塑料模整体需要侧抽芯,所以采用由两瓣共同组合成侧抽芯的瓣合式 组合型腔. （2）型芯:塑件为形状有规则排列而又难于整体加工,所以采用由多块分解的小型 芯镶拼组合而成的组体型芯,即镶拼组合式型芯. （3）脱模力 塑件在模具中冷却定型时，由于冷缩的原因，物料温度降低，直至复原到常温这 个过程，尺寸逐渐减小，塑件对型芯产生一个包紧力。因此在塑件脱模时必须克服这 一包紧力所产生的脱模力的阻力，塑件同时还需克服与型芯之间的黏附力和摩擦力及 抽芯机构本身所产生的运动摩擦合力才能将型芯脱开。这几种合力即为脱模力 M，在侧 抽芯动作中称抽芯力，在顶出动作中称顶出力。 塑件底面带通孔的脱模力的计算公式: (3.

47、7)sincos(fpAF -单位面积塑件对型芯的压力， . 一般 (4.84-11.76)pPap -塑件包紧型芯的侧面积，Amm -塑件与模体钢材的摩擦系数，一般取=0.1-0.3ff -脱模斜度 NF 6 106 . 2)1sin1cos2 . 0( 5 . 104272 5 . 34 （4）抽芯距 抽芯距是指侧抽芯从成型位置侧抽至不妨碍塑件顶出的位置时，侧型芯所移动 的距离. (3.8)32()32( 22 1 rRSS -最小抽芯距， 1 Smm -实际抽芯距，Smm 60)32(3065 22 Smm 3.6斜导柱的结构形式 本设计采用的是在中小型模具中常用的一种结构形式，其台肩部相平于模面，角 度与抽拔角一致。 斜导柱固定部分与模板的配合精度为 H7/m6 的过渡配合。如图 3.10 所示. 图 3.10 斜导柱 (1)(1)圆柱形斜导柱直径的确定 圆柱形斜导柱直径取决于斜导柱所受的弯曲力，而弯曲力又取决于抽拔力，抽F 拔角以及受力点的位置。 一般地，斜导柱和斜滑块的斜孔的配合都有一定的间隙（0.2-0.4） ，在开模瞬 间定程距为 M， (3.9) 3 2 1 cos 10 FH d sin22 1 H M H H -斜导柱直径，dmm -抽拔力，FN -受力点到固定板平面的距离, 1 Hmm