毕业设计（论文）-盖注塑模具设计（全套图纸三维）(28页).doc

《毕业设计（论文）-盖注塑模具设计（全套图纸三维）(28页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-盖注塑模具设计（全套图纸三维）(28页).doc（27页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-毕业设计（论文）-盖注塑模具设计（全套图纸三维）-第 25 页模 具 设 计 综 合 实 践报 告 书题 目： 盖注射模具设计与制造 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 提交日期： 机械优集学院 三维设计制造系摘 要本文是关于盖注塑模具的设计，塑件虽然不是很复杂，但其设计的难点在于侧进胶芯机构和浇注系统的设计。本次设计主要使用UG9.0软件，结合生产实践来设计盖注塑模具的整体结构，通过对塑件形状、尺寸等方面的分析来确定其工艺。主要包括分型面的选择,浇注系统的设计,成型零件的计算,侧进胶芯机构的设置,顶出机构和冷却系统的设计等，此外还对其脱模力进行计算，并选择合适的注塑机。本次设计使用U

2、G9.0，胡波外挂来进行模架、螺钉、顶杆等零件的选取，设计安装完成后，直接导出2D装配图及相关零件图，大大缩短了设计时间。关键词：注塑模具；侧进胶芯； 浇注系统全套图纸加153893706AbstractThis is the design on the lid of the plastic injection mold, the plastic parts is not very complicated, but the difficulty lies in its design of the side core-drawing institutions and gating system

3、design. The design using Pro / E software, combined with production practices to design the overall structure of the lid injection molds and the plastic parts shape, size and other aspects of the analysis to determine the process. Including the choice of the parting surface, gating system design, ca

4、lculation of the molded part, side core-pulling mechanism set up, ejection mechanism and the cooling system design, in addition to the ejection force be calculated, and choose the appropriate injection molding machine. The design using UG9.0, the 胡波外挂 to select the mold, screws, ejector parts, desig

5、n and installation is complete, direct export 2D assembly drawings and part drawings greatly reducing the design time. Keywords: Injection mold; Side core-pulling; feed system目 录第一章 绪论51.1 引言51.2 我国模具技术的现状及今后发展趋势51.3 注塑模具的发展及前景6第二章 注塑件的设计72.1 材料性能72.2 脱模斜度92.3 壁厚92.4 圆角102.5 塑件的尺寸精度及表面质量102.5.1 尺寸精度

6、102.5.2 塑件的表面质量112.5.3 塑件体积和质量的计算11第三章 注塑机的选择123.1 选定注射机123.2 注射压力校核133.3 锁模力校核133.4 模具厚度校核143.5 开模行程校核14第四章 模具设计154.1 分型面的设计154.2 型腔数的确定164.3 模具浇注系统设计174.3.1 主流道和分流道设计174.3.2 浇口套设计204.3.3 冷料穴及拉料杆204.3.4 排气方式214.4 成型零件设计214.4.1 型腔及型芯的设计214.4.2 工作尺寸计算224.5 模架的选取244.6 导向机构的设计254.7 脱模机构的设计264.7.1 顶出机构的

7、设计原则264.9 冷却装置的设计294.9.1 温度调节对塑件的影响294.9.2 冷却系统的设计原则304.9.3 冷却管道传热面积及管道数目的计算32设计小结33致 谢34参 考 文 献35第一章 绪论1.1 引言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。振兴和发展我国的模具工业

8、，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1。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

9、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 我国模具技术的现状及今后发展趋势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

10、具制造强国2。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。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3。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。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，

11、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

12、泛的应用4。1.3 注塑模具的发展及前景模具主要类型有：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。塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的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5。 中国塑料模工业从起步到现在，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

13、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。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。中国塑料制品市场将持续走强，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

14、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。塑料模具在未来发展前景非常广阔6。第二章 注塑件的设计2.1 材料性能此塑料件为PE料聚乙烯（polyethylene ，简称PE）是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。是以乙烯单体

15、聚合而成的聚合物。聚乙烯乃1922年由英国ICI合成，1939年开始工业生产，在美国正式工业性生产，大战中为重要的雷达用绝缘材料和军需用品，战后，日本三井石油化学、住友化学（1958年）开始正式生产，1975年14年厂年产140.7万吨，仅次于美国。1933年，英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化，通称为高压法。1953年联邦德国K.齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂，乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产，通称为低压法聚乙烯。50年代初期，美国菲利浦石油公司发现以氧化铬-硅铝胶为催化剂，乙烯在中压

16、下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年实现工业化生产。60年代，加拿大杜邦公司开始以乙烯和 -烯烃用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美国联合碳化物公司和陶氏化学公司先后采用低压法制成低密度聚乙烯，称作线型低密度聚乙烯，其中以联合碳化物公司的气相法最为重要。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生产中能量消耗低，因此发展极为迅速，成为最令人注目的新合成树脂之一。低压法的核心技术在于催化剂。德国齐格勒发明的TiCl4-Al(C2H5)3体系为聚烯烃的第一代催化剂，催化效率较低，每克钛约得数千克聚乙烯。1963年比利时索尔维公司首创以镁化合物为载体的第二代

17、催化剂，催化效率达每克钛得数万至数十万克聚乙烯。采用第二代催化剂还可省去脱除催化剂残渣的后处理工序。以后又发展了气相法高效催化剂。1975年，意大利蒙特爱迪生集团公司研制成可省去造粒而直接生产球状聚乙烯的催化剂，被称作第三代催化剂，是高密度聚乙烯生产的又一变革。聚乙烯是结晶热塑性树脂。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差于聚合物的化学结构和加工条。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主

18、要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。2011年最新统计结果，全球产能达到96Mt，聚乙烯生产的发展趋势显示，生产消费逐步向亚洲地区转移，中国日渐成为最重要的消费市场。在核物理，天体物理，反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测量中子。对核物理的研究做出了自己的贡献.聚乙烯(PE)塑料一种，我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE)。聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重

19、复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的发生加成聚合反应而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支链化合结构的。2.2 脱模斜度该塑件采用的塑料是PE，而PE的成型收缩率较小（0.4-0.7%），而且塑件不太复杂，对型芯的包紧面积也不太大，所以应取较合适

20、的脱模斜度。为保证壁厚的均匀一致，因此取塑料件的内外表面的脱模斜度一致。这里脱模斜度取1。2.3 壁厚该塑件有许多中不同的壁厚。壁厚不均匀，这就造成塑料熔体的充模速率和冷却收缩不均匀，并由此产生许多质量问题。如凹陷、真空包、翘曲、甚至开裂。为防止此类现象出现，这就要求防止出现突变与截面厚薄悬殊的设计，故我在壁厚不同处采取过渡设计，例如：采用圆弧过渡等措施。 图2-2 成形零件2D图2.4 圆角该塑件内外表面的转折处都设计了圆角。其采用圆角不仅降低了应力集中系数，提高了抗冲击、抗疲劳能力，而且改善了塑料熔体的流动充模性能，减少了流动阻力。降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形流畅美

21、观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。2.5 塑件的尺寸精度及表面质量2.5.1 尺寸精度（1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证轮与壳体轴的闭合，所以应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。新标准将塑件制品等级分为三级，即精密级、中级和自由尺寸等级，其尺寸公差见表2-1。表 2-1 塑料制品精度等级的选用类型塑料品种建议采用精度

22、精密中等自由尺寸1聚碳酸酯345根据精度等级选用表，PE的高精度为3级，一般精度为4级。（2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为： =+ （2-1） 式中 制件总的成型误差； 塑料收缩率波动所引起的误差；模具成型零件制造精度所引起的误差； 模具磨损后所引起的误差；模具安装，配合间隙引起的误差；（3）影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，并影响尺寸精度。2.5.2 塑件的表面质量塑件的外表面要求没有缺陷，没有

23、导电杂质，所以外表面应比较光滑即外表面粗糙度较低，其内表面无特别要求。2.5.3 塑件体积和质量的计算该产品材料为PE塑料，其密度为1.20219 g/cm3，收缩率为0.0040.007。计算其平均密度为1.05 g/cm3，平均收缩率为0.005，下面主要对下壳进行计算和校核。使用UG9.0软件对塑件三维模型进行分析得：塑件体积为V=109104 mm 3密度=1.05 g/cm3质量=114g计算塑件质量：由公式M=V=1.0510-35.92104=114g图2-3 质量属性第三章 注塑机的选择3.1 选定注射机由UG9.0建模分析得（材料密度取1.05 g/cm3）塑件体积为:V=2

24、19104mm3，塑件质量为:M=230.1g图3-1 成形零件由此选择卧式注射成型机：HTF120X；该设备的技术规范见表3-1：表3-1 国产注射机HTF120X技术参数表注射装置INJECTION UNITABC螺杆直径Screw Diametermm404548螺杆长径比Screw L/D RatioL/D22.52018.8理论容量Shot Size(Theoretical)cm3253320364注射重量 Injection Weight(PS)g230291331注射压力Injection PressureMpa202159140螺杆转速Screw Speedrpm0175合模装

25、置CLAMPING UNIT合模力Clamp TonnageKN1600移模行程Toggle Strokemm420拉杆内距Space Between Tie Barsmm455x455最大模厚Max.Mold Heightmm500最小模厚Min.Mold Heightmm180顶出行程Ejector Strokemm140顶出力Ejector TonnageKN33顶出杆根数Ejector NumberPiece5其它OTHERS最大油泵压力Max.Pump PressureMPa17.5油泵马达Pump Motor Powerkw15电热功率Heater Powerkw9.75外形尺寸M

26、achine Dimension(LxWxH)m5.4x1.45x2.05重量Machine Weightt5.2料斗容积Hopper Capacitykg25油箱容积Oil Tank CapacityL3203.2 注射压力校核PE塑料推荐注射压力为120140MPa，考虑到本制件壁厚较小，充模阻力取注射压力为120Mpa,根据已选的注射机可知符合要求。3.3 锁模力校核注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件和浇注系统在分形面上的投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处会产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力

27、大于涨模力。则 20（21000075）=402250500000N （3-2）式中， F注塑机额定锁模力(N)；单个塑件在模具分型面上的投影面积(mm2)；浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm2)； 图3-2 喷嘴与浇口套尺寸关系塑料熔体在型腔内的平均压力（2040MPa）。 3.4 模具厚度校核模具厚度必须满足下式：H H H （3-3） 70 80 200 满足要求。式中 H所设计的模具厚度80mm； H注塑机所允许的最小模具厚度70mm；H注塑机所允许的最大模具厚度200mm；3.5 开模行程校核模具开模取出制品所需的开模距离必须小于注射机的开模行程。注射机最大的开模行程的大小直接影

28、响模具所形成的塑件高度，太小时塑件无法从动定模之间取出。所选注塑机为液压机械联合作用锁模机构，最大开模行程不受模具厚度影响。此时最大开模行程S等于注塑机移动、固定模板台面之间的最大距离减去模具厚度SH+H+（510）mm （3-4）18025+25+10 18060 满足要求。 式中 S注塑机移模行程180mm；H推出距离25mm；H流道凝料与塑件高度25mm。第四章 模具设计4.1 分型面的设计为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具取出，以及为了安放嵌件，将模具适时地分成两个或若干个组成部分，这些可以分离部分地接触面，统称分型面。模具设计中分型面的选择很关键,它决定了模具的结构。应根据分型面

29、选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。选择模具的分型面时应考虑以下基本原则：（1）分型面的选择应有利于脱模（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造（4）分型面应有利于侧进胶芯（5）分型面应选在塑件外形最大轮廓处（6）便于塑件脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边图4-1 分型面的选取4.2 型腔数的确定一模具两件的布局将使模具生产提高效率，适应中小批量的生产要求,料流比较顺畅,流程较短,零件质量较好。如图4-2所示： 图4-2 壳体配套的一模两腔4.3 模具浇注系统设计4.3.1 主流道和分流道设计1.主流道顶部设计成半球形凸坑，以便与喷嘴

30、衔接，为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大2mm，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出，由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，选用45号钢材并经热处理提高硬度，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径1mm以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截。定义：主流道是指从注射机喷嘴与模具接触的部位起，到分流道为止的这一段。主流道形状及其与注塑机喷嘴配合关系如图4-3图4-3 主流道形状与注塑机喷嘴配合关系图A.小端直径D2=D1+（0.51mm）B.小端球半径R2=R1+（12mm）（其中D1、R1分别

31、为注射机射出口的直径及注射头的球半径)由于PE流动性一般，所以主流道进口端的截面直径取稍大些。根据所选注塑机的喷嘴前端孔径得：主流道进口端直径 D=5mm主流道进口端的截面直径 D=6mm锥角 =3主流道出口端圆角半径R=0.125D=0.75mm取1mm主流道表壁的表面粗糙度R=0.8m主流道长度L=22mm注塑机喷嘴前端孔径R1=5.5mm所以主流道进口端球面半径取R2=5mm 主流道如图4-4所示：图4-4 主流道设计图2.浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到

32、各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。(1)分流道的平衡在多腔模具中，熔体在主流道与各分流道，或各分流道之间的体积流量是不会相同的，但可以认为他们的流速是相等的，以此达到各型腔同时充满的目的。为此各流道之间应以不同的长度或截面尺寸来达到流量不等，经分析可推导，可用下式进行平衡计算：L1/L2=d1/d2=Q1/Q2 （4-1）式中 Q1，Q2熔融树脂分别在流道1 和流道2 中的流量 cm3/s；d1, d2分流道1 和分流道2 的直径 cm;L1，L2分流道1 和分流道

33、2 的长度 cm。上式没有考虑分流道转弯局部阻力的影响，以及模具温度不均的影响。实际上尚须对这些因素作校正，才能达到充模时间相等的目的。当分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等时，则各流道的长度变化、长度尺寸等均应相同。(2)浇口的平衡在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融体同时充满各型腔。浇口平衡简称为BGV,只要做到各型腔BGV 值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下：BGV （4-2）式中 Ag浇口的截面积mm2;Lg浇口的长度mm;Lr分流道的长度mm。浇

34、注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比Ag/Ar 取0.070.09。3.分流道截面形状 分流道的截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形、V形等多种。其中圆形截面最理想，使用越来越多。本次设计采用圆形截面。分流道直径d为3mm，主流道到分流道长度Lr2=47mm。浇口的长度Lg=1.5mm分流道截面积ArAr=3.14=7.065 mm24.3.2 浇口套设计由于注塑成型时主流道要与高温塑料熔体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般都不将主流道直接开在定模上，将它单独开设在一个嵌套中，然后将此套再嵌入定模内，此套为浇口套,也称为主流道衬套。浇口套应选用优质钢材8A，热处理硬度为53-57H

35、RC。长度应与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，否则不仅会造成溢料，而且还会压坏模具。衬套与定模之间的配合采用H7/6。选择的浇口套如图4-5所示：图4-5 浇口套设计图4.3.3 冷料穴及拉料杆 冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也开设冷料穴。 拉料杆冷料井可分为顶出杆成型的“拉顶”冷料井、拉料杆成型的“拉料”冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次设计中，我们采用Z字形拉料杆如图4-6，工作时依靠Z字形钩将主流道凝料拉出浇口套，推出后由于钩子的方向性而

36、不能自动脱料，需要人工取出。 图4-6 冷料穴和拉料杆形式4.3.4 排气方式此制件属中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和推杆的间隙排气，不开设专门排气槽，这样既可减少设计的复杂度，又可节约设计成本。4.4 成型零件设计4.4.1 型腔及型芯的设计（1）型腔的设计为了保证型腔使用寿命，不浪费价格昂贵的材料。并且型腔损坏后，维修、更换方便。所以选用整体嵌入式型腔-沉孔嵌入式。图4-7 型腔设计图(2）型芯的设计由于整体式型芯浪费材料太大并且切削加工量大，在当今的模具结构中几乎没有这种结构。所以型芯也选择整体嵌入式-沉孔嵌入式。图4-8 型芯设计图4.4.2 工作尺寸计算(1)型腔的工作尺寸计

37、算其工作尺寸属于包容尺寸，尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。径向尺寸计算公式：L= （4-3）深度尺寸计算公式：H= （4-4）式中 L为塑件外形最大尺寸mm；K为塑件的平均收缩率0.005；为塑件的尺寸公差mm；为模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4；H为塑件高度方向的最大尺寸mm。型腔长度尺寸计算为： （4-5）型腔深度尺寸计算为： （4-6）型腔宽度尺寸计算为： （4-7）（2）型芯的工作尺寸计算其工作尺寸属于被包容尺寸，尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。径向尺寸计算公式： = （4-8）高度尺寸计算公式： = （4-9）式中 l为塑件外形最大尺寸，mm；K为塑件的平均收缩率0.

38、005；为塑件的尺寸公差，mm；为模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/4；为塑件高度方向的最大尺寸，mm。型芯长度尺寸计算为： （4-10）型芯宽度尺寸计算为： （4-11）型芯高度尺寸计算为： （4-12）（3）中心距尺寸的计算模具上中心距尺寸与制品上中心距的公差标注均采用双向等值公差和表示。此外，在中心距尺寸的计算中不考虑磨损量，中心距尺寸计算,公式如下 （4-13）式中 模具中心距尺寸mm；塑件中心距尺寸mm。所以 mm （4-14）4.5 模架的选取模架是注射模的骨架。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模座板、垫块、推板、推板固定板、导柱、导套、复位杆、斜导柱等组成。由于浇口采用

39、的是点浇口所以模架需选择小水口模架，根据行腔尺寸查塑料模具设计附录B提供的标准模架图例选取模架为如图4-9所示：图4-9 模架图4.6 导向机构的设计导向机构主要有导向、定位、承受侧压力三个作用，为了使合模动作更加可靠平稳在型腔周围设四根导柱，将导柱开设在动模侧即导柱正装，为保护型芯，避免合模时型芯进入型腔时由于方位搞错而损坏模具或由于定位不准而互相碰伤，设在动模上的导柱长度高出型芯68mm，导柱采用带头导柱和导套配合的方式，安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合H7/f6，固定段表面粗糙度为Ra1.6m导向段表面也用Ra1.6m，导柱需要有硬而耐磨的表面，坚韧而不易

40、折断的芯部，因此采用材料T8A渗碳（0.50.8mm深），经淬火处理（HRC60）。导柱如图4-10所示：图4-10 导柱图导套选用直导套，导套内孔与导柱之间为过渡配合H7/f6，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H7/k6，粗糙度内外表面均用Ra0.8m，材料选用T8A渗碳淬火处理，表面硬度为HRC60。导套如图4-11所示：图4-11 导套图4.7 脱模机构的设计4.7.1 顶出机构的设计原则（1）顶出机构的运动要准确，可靠，灵活，无卡死现象，机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服托模阻力。（2）保证在顶出过程中塑件不变性，这是对定出机构的最基本的要求。一般原则是塑料收缩率越大，塑件壁越厚，型

41、芯尺寸越大，形状越复杂，型芯深度越深，脱模斜度越小，模具温度越低，冷却时间越长，成型零件表面粗糙度越大，其对模具的包紧力就会越大，此时就应选择顶出力较大的顶出方式。（3）顶出力的分布应尽量靠近型芯，且定出面积应尽可能大，以防塑件被破坏。（4）顶出力应作用在不易使塑件产生变形的位置，如加强筋，凸缘，厚壁处等。应尽量避免使顶出力作用在塑件的平面位置上。（5）若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般使顶杆与塑件接触部位出凹进塑件0.1mm左右，而顶出杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现凸起，影响基准面的平整和外观。图4-12推杆复位杆结构如图4-13所示： 图4-

42、13 复位杆（2）顶出力的计算注塑成型过程中，型腔内熔融塑料因固化收缩包在型芯上，为使塑件能自动脱落，在模具开启后就需要在塑件上施加一顶出力。顶出力的作用点应尽量靠近型芯，并且顶出力应施于塑件刚性和强度的最大的部位，如凸缘或加强筋等处作用面积也尽可能大一些。顶出力是确定顶出机构结构和尺寸的依据，它与塑料种类，塑件包容在型芯上的面积以及塑件的热收缩率等有关， 计算公式： （4-15）式中 F顶出力 NE塑料弹性模量1800MPA塑料包容在型芯的径向面积10000mm2F塑料与钢之间的摩擦因素0.21d型芯直径94mmt塑件平均壁厚3mm塑件材料的泊松比0.4塑件在径向的热收缩 式中 塑料热膨胀系数710 Tm注入型腔的熔融塑料温度180 塑件出模温度60代入得：0.4 =1283.4N （4-16）（3） 脱模力计算计算公式为： （4-17）式中 K查塑料成形加工与模具9表83得1.0035矩形制件的平均壁厚3mmE塑料的弹性模量1800S塑料平均成型收缩率0.005L制件对型芯的包容深度27mm模具型芯的脱模斜度1制件与型芯的摩擦因数0.21塑料的泊松比0.4 =1122.75N