端蓋塑料模具畢業(yè)設計

1、端蓋注塑模具設計 摘 要本次畢業(yè)設計的課題為端蓋注塑模具設計，主要在對塑件進行成型分析的基礎上從原材料分析、成型特性、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的設計、型芯和型腔的結構設計、推出復位結構設計、側(cè)向抽芯機構的設計和導向機構的設計等多方面詳細闡述了端蓋注塑模具的設計過程。同時通過合理地選擇注射機并對注塑壓力、最大注塑量、鎖模力、開模行程等相關方面進行校核，進一步保證設計的合理型，并設計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和闡述模具裝配等方面。本課題最大的特點是模具由左右側(cè)滑塊組成，設計的模具結構合理，加工方便，工藝性好，能較好地運用于實際生產(chǎn)。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準、期刊等，結合教材

2、上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經(jīng)驗。關鍵詞：端蓋注塑模具，側(cè)向抽芯，分型面，注塑模具，注射機 Cover Injection Mold AbstractThe graduation design topic of cover for injection mold design, mainly in the plastic parts for forming based on the analysis of the raw material analysi

3、s, from molding character, classification, the selection of the design of gating system, cooling system design, cores and mold structure design, structure design, launched reset lateral core-pulling mechanism design and the design of steering mechanism and so on various explains in detail the design

4、 process of the cover injection mold. At the same time through the reasonable selection of injection machine and the injection pressure, maximum injection quantity, clamping force, open mold stroke as well as related aspects of checking, further assure rational design of the type, and design tempera

5、ture control system and expounds the mold assembly, etc. This subject is the biggest characteristic is to mould a left lateral spreads piece of composition, the design of die structure is reasonable, processing is convenient, good in usability and can be well applied to practical production.Meanwhil

6、e, in the design process, access to a large number of data, manuals, standard, periodicals, combined with the knowledge on teaching material of injection molds composition structure (molding parts, injection system, guiding parts, launch institutions, exhaust systems, mold temperature adjusting syst

7、em) have the understanding of the system, widen the vision, rich knowledge, for future independent completed mold design accumulated a certain amount of experience.KEYWORDS: cover injection molds, side core-pulling, the parting surface, injection mould, injection machine目 錄前 言1第1章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成31

8、.1 塑料注射模具的設計步驟及內(nèi)容31.1.1 接受任務書31.1.2收集、分析、設計原始資料31.1.3確定成型方法41.1.4選擇成型設備41.1.5確定模具類型的主要結構方案41.1.6繪制模具圖41.2塑料注射模具的結構組成和作用6第2章 塑件的工藝分析72.1 塑件成型工藝分析72.1.1材料的性能82.1.2成型特性及條件82.1.3結構工藝性92.1.4零件體積及質(zhì)量估算92.2 ABS的成型特性與工藝參數(shù)92.2.1 塑料成型工藝參數(shù)92.3 選擇注射機102.4 注射機的校核11第3章 塑件工藝尺寸計算133.1 型芯和型腔133.1.1 型芯和型腔的結構133.1.2 型芯

9、和型腔的尺寸13第4章 塑件在模具的位置和澆注系統(tǒng)的設計154.1 確定型腔的數(shù)量154.2 分型面的選擇164.3 澆注系統(tǒng)的設計174.3.1 主流道設計174.3.2分流道設計184.3.3 澆口的設計204.3.4 冷料穴的設計214.3.5 排氣系統(tǒng)的設計224.4 側(cè)向分型與分型機構的設計224.4.1 斜導柱的設計224.4.2 側(cè)滑塊的設計234.4.3 楔緊塊的設計234.4.4 側(cè)滑塊定位裝置的設計24第5章 結構零部件的設計255.1 定位圈的設計255.2 拉料桿的設計255.3 澆注系統(tǒng)的主流道255.4 推出機構255.4.1推出機構的作用和種類255.4.2推桿推

10、出機構的組成265.4.3推件板推出機構的設計265.5冷卻和排氣系統(tǒng)265.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設計275.5.2 冷卻回路的尺寸確定275.5.3 排氣系統(tǒng)285.6模架選用28結論30謝 辭31參考文獻32前言為具體的檢驗在大學里學習專業(yè)的效果，綜合檢測理論在實際應用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，即此次設計的課題為端蓋的注塑模具。大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。在這個不斷設計、學習、再設計的反復操作過程中，潛移默化

11、地學習到了一種科學的設計思路和方法，這對以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設計上，有了很多的自己的設計思想。在設計的過程中，遇到了很多的問題，尤其是在流道的設計、成型零件的計算等方面，費了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設計上的很多結構錯誤，對細節(jié)的反復修改較多。經(jīng)過很長時間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設計過程。通過近二個月的畢業(yè)設計對模具有了更深入的學習。它既能加強對塑料模具成型原理的理解，同時又鍛煉了對塑料成型模具的設計和制造能力。本次設計以分型面為主線，綜合了成型工藝分析，模具結構設計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配

12、等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學習致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結構及零部件。把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、Pro/E等技術，使用Office軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用

13、要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成

14、本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。第1章 塑料注射模具的設計步驟和結構組成1.1 塑料注射模具的設計步驟及內(nèi)容1.1.1 接受任務書 成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出，其內(nèi)容如下：1 經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。 2 塑料制件說明書或技術要求。 3 生產(chǎn)產(chǎn)量。 4 塑料制件樣品。 通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據(jù)來設計模具。 1.1.2 收集、分析、設計原始資料收集整理有關制件設計、成

15、型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。1 分析塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進行分析，看看估計成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 2 分析工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規(guī)格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。成型材料應當滿足塑料制件

16、的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。1.1.3 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。1.1.4選擇成型設備根據(jù)成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規(guī)格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)格方面應當了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關參數(shù)。要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝

17、和使用。1.1.5確定模具類型的主要結構方案選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數(shù)，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產(chǎn)經(jīng)濟的要求。對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。1.1.6 繪制模具圖 要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習慣畫法。在畫模具總裝圖之前，應繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應在圖上標寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行

18、其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。在工序圖下面最好標出制件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。1 繪制總裝結構圖 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。模具總裝圖的技術要求內(nèi)容包括：模具某些系統(tǒng)的性能要求；模具裝配工藝的要求；模具使用，裝拆方法；防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求；有關試模及檢驗方面的要求等。2 繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應為：先內(nèi)后外，先復雜后簡單，先成型零件，后結構零件。（1）圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當。為了

19、使加工專利號易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。 （2）標注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標注尺寸的順序為：先標主要零件尺寸和出模斜度，再標注配合尺寸，然后標注全部尺寸。在非主要零件圖上先標注配合尺寸，后標注全部尺寸。 （表面粗糙度。把應用最多的一種粗糙度標于圖紙右上角，其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。 (3) 其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。 3 編寫制造工藝卡片由工具制造單位技術人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準備。在模具零件的制造過程中要加強檢驗，把檢驗的重點放在

20、尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗員根據(jù)模具檢驗表進行檢驗，主要的是檢驗模具零件的性能情況是否良好，只有這樣才能俚語模具的制造質(zhì)量。4 試模及修模雖然是在選定成型材料、成型設備時，在預想的工藝條件下進行模具設計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進行排除錯誤性的修模。修理模具更應慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復原狀。5 整理資料進行歸檔把設計模具開始到模具加工成功，檢驗合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術資料，例如任務書、制件圖、技術說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具

21、設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號進行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對以后修理模具，設計新的模具都是很有用處的。1.2 塑料注射模具的結構組成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側(cè)向分型與抽芯機構組成。成形部件是指動、定模部分有關組成型腔的零件。澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口、及冷料穴。導向部分在注射模中，用導向部分對模具的動定模導向，以使模具合模時能準確對合。推出機構是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。調(diào)溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對模具溫度的要

22、求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進行調(diào)整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設計模具的冷卻系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是為了將成形時塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上開設排氣槽。對于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙排氣。支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機構的零部件。側(cè)向分型與抽芯機構是當有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺時，須先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開或抽出。第2章 塑件的工藝分析2.1 塑件成型工藝分析端蓋剖面圖如圖2-1所示：圖2-1 端蓋剖面圖端蓋實體如圖2-2所示： 圖2-2 端蓋實體圖2.1.1材料的性能 ABS為熱塑性材料，密度為

23、1.03-1.07g/cm3 ，抗拉強度30-50MPa，抗彎強度41-76MPa,拉伸彈性模量1587-2277MPa，彎曲彈性模量1380-2690MPa,收縮率為0.3%-0.8%,常取0.5%。該材料綜和性能好，即沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性能也好，并有良好的耐寒性。2.1.2成型特性及條件 吸濕性強，塑料在成型前必須充分預熱干燥，含水量應小于0.3%。對于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應進行長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊值0.04。塑料的加熱溫度對塑件的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度為250)。成型時宜采用較高的加熱溫度（模溫50-80）和較高的注射

24、壓力（柱塞式注射機：料溫180-230，注射壓力100-140MPa；螺桿式注射機：溫度160-220，注射壓力70-100MPa。） 2.1.3結構工藝性零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8，注射成型時應不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象。(可借用Pro/E和C-mold 、C-flow等注塑流動模擬軟件分析）該塑料制件在側(cè)壁有一個側(cè)孔，注射模應具有側(cè)抽芯機構。2.1.4零件體積及質(zhì)量估算（可借用Pro/E等軟件的模擬分析功能)1 單個塑件體積單個塑件質(zhì)量。2 另預置澆道凝料為20 cm3因此估算兩個塑件和澆注系統(tǒng)凝料體積為?？傎|(zhì)量為。2.2 ABS的成型特性與工藝參數(shù)2.2.1 塑料成型

25、工藝參數(shù)塑件成型時適用注射機類型：螺桿式。塑料成型工藝參數(shù)如表2-1表2-1 塑料成型工藝參數(shù)取值范圍選取數(shù)值密度1.021.071.05收縮率S0.3%0.8%0.5%溫度/噴嘴180190180料筒210230220模具507060壓力注射709080保壓507060時間/S注射353注射153020注射153025總計4070482.3 選擇注射機從實際注射量應在額定注射量的20%80%之間考慮，初選額定注射量在以上的臥式注射成型機XS-ZY-500，注射成型機XS-ZY-500設備的技術規(guī)范如表2-2。表2-2 注射成型機XS-ZY-500注射裝置螺桿直徑/65螺桿轉(zhuǎn)速/2080理論注

26、射量/500注射壓力/145注射速率/168塑化能力/110鎖模裝置鎖模力/3500拉桿間距/ 540440模板行程/500模具最小厚度/300模具最大厚度/450定位孔直徑/180定位孔深/30噴嘴伸出量/30噴嘴球半徑/18頂出行程/100頂出力/60電氣油泵電動機功率/22加熱功率/14其他機器重量/12外觀尺寸/ 6.51.322.4 注射機的校核 1 注射壓力的校核端蓋的原料為ABS，所需注射為80MPa，而所選注射機壓力145 MPa，所以注射壓力符合要求。2 最大注塑量得的校核注塑機的最大注塑量應大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機

27、的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足： 式中 注塑機的最大注塑量，500cm3 塑件的體積，該產(chǎn)品V塑56cm3 澆注系統(tǒng)體積，粗略計算該產(chǎn)品V澆20cm3故 V機（56+20）cm33 鎖模力的校核pA （1-2） 式中 p熔融型料在型腔內(nèi)的壓力 A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和經(jīng)計算F鎖注塑機的額定鎖模力故 pA=145Mpa33.17cm2選定的注塑機的壓力為3500KN，滿足要求。4 注射壓力的校核ABS塑料的注射壓力為60100MPa, 取80MPa;XS-ZY-500注射機的注射壓力為 120 MPa。5 開模行程的校核當注射機采用液壓和機械聯(lián)合作用的鎖模

28、機構時，最大開模行程由桿機構的最大行程所決定，并不受模具厚度的影響。對于雙分型面注射模具，其開模行程可按下式校核： S+(510)mm 式中 S注塑機最大開模行程，450mm;完成側(cè)向抽芯所需的開模行程，120mm；推板推出制件時需要移動的距離，15mm；因此 滿足要求。第3章 塑件工藝尺寸計算3.1 型芯和型腔3.1.1 型芯和型腔的結構 型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。 由于塑件的結構簡單，型腔加工容易，所以選用整體式型腔和整體式型芯， 在定模板上直接加工型腔。 3.1.2 型芯和型腔的尺寸所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形

29、型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。型芯、型腔的尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸確定。因ABS的成型收縮率為0.30.8%,常取收縮率取S=0.5%。1 型腔徑向尺寸ABS塑件的精度一般為4級，塑件徑向尺寸60mm和65mm的公差值都為0.42mm,模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.14mm；取x=0.75， PS塑料的收縮率在0.30.8%，取0.5% 。 2 型腔深度塑件高度尺寸20mm和5mm的公差值為0.36mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.12mm；取x=0.5。 3 型芯徑向尺寸塑件徑向尺寸50mm和55mm的公差值為0.42mm

30、,模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.14mm；取x=0.75。 ABS的收縮率為0.30.8%，取0.5% 。4 型芯高度塑件高度尺寸15mm和3mm的公差值為0.36mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差z=/30.08mm；取x=0.5。 ABS塑料的收縮率為0.30.8%，取平均收縮率為0.5% 。 第4章 塑件在模具的位置和澆注系統(tǒng)的設計4.1 確定型腔的數(shù)量單型腔模具的優(yōu)點是：塑件精度高，工藝參數(shù)易于控制，模具結構簡單，模具制造成本低，周期短。缺點是：塑件成型的生產(chǎn)效率低，成本高。單型腔模具適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量及試生產(chǎn)。多型

31、腔模具的優(yōu)點是：塑件成型生產(chǎn)率高，成本低。其缺點是：塑件精度低，工藝參數(shù)難以控制，模具結構復雜，模具制造成本高，周期長。多型腔模具適用于大批量長期成產(chǎn)的小塑件。1 確定型腔數(shù)目時要考慮的因素：(1) 滿足注射機的最大注射量。(2) 鎖模力滿足要求。(3) 塑件精度滿足要求。(4) 經(jīng)濟性。2 型腔數(shù)目的確定：（1) 按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目N (3-1) 式中 vg(mg)-注射機最大注射量（cm3或g）,取500cm3；vj(mj)-澆注系統(tǒng)凝料量（cm3或g），假設澆注系統(tǒng)凝料為20 cm3；vz(mz)-單個制品的體積或者質(zhì)量（cm3或g），單個塑件體積為28.224cm3；(2

32、) 按注射機的額定合模力確定型腔數(shù)目N (3-2) 式中 F-注射機的額定鎖模力(N),查表為3500KN； Pm-塑料熔體對型腔的平均壓力(MP),取120MP； Aj-澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（m2）,取20cm2； Az-單個制品在分型面上的投影面積(mm2),由計算得33.17cm2(3) 按制品精度要求確定型腔數(shù)成型高精度制品時，型腔數(shù)目不宜過多，通常推薦不超過4腔，因為多腔難于使各腔的成型條件均一致。由于塑件的形狀復雜，重量較輕，綜合分析，本設計應采用一模兩腔，平衡式布置，樣模具的尺寸較小，生產(chǎn)率較高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。4.2 分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為

33、了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： 1 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 2 分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模。 3 分型面的選擇應保證塑件的精度要求。 4 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5 分型面的選擇要便于模具的加工制造。 6 分型面的選擇應有利于排氣。 根據(jù)分型面的設計原則，分型面選在塑件最大輪廓處。如圖4-1所示： 4-1 分型面的選擇4.3 澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，一模兩腔的澆注系統(tǒng)的設計是注塑模

34、具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設計時必須按如下原則：型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。4

35、.3.1 主流道設計主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與側(cè)澆口，將主流道設計成錐形。根據(jù)（塑料模具設計手冊）查的XS-ZY-500型注射機噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端孔徑：d0=6m

36、m。噴嘴前端球面半徑：R0=18mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系 ：主流道小端直徑比噴嘴孔直徑大0.5-1mm。主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1-2mm。取主流道小端直徑：d0=6.5mm。取主流道球面半徑：R0=20mm。小端前面球面深度一般為3-5mm，本設計中取5mm。為便于將凝料從主流道中拔出，主流道設計成圓錐形，斜度為，本設計中取3，經(jīng)計算得主流道大端直徑為d0=8mm 。如圖4-2所示： 圖4-2 澆口套剖面圖4.3.2 分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面

37、積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。1 分流道設計要點 （1) 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應以圓弧過度。 (2) 分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設冷料穴。 (3) 分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 (4) 分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。2 分流道的長度取決于

38、模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。3 分流道的斷面分流道的斷面尺寸應根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。因ABS的推薦斷面直徑為4.59.5，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，如采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形

39、成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。4 分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應部位的尺寸相等。這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的，是成型的塑件力學性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。在一模兩腔式的模具結構中，此塑件采用的的澆口形式是側(cè)澆口。分流道為半圓形截面的R=6mm。4.3.3

40、澆口的設計1 澆口的設計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置選擇恰當與否，直接關系到塑件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。澆口是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，它起著調(diào)節(jié)控制料流速度，補料時間及防止倒流等作用。澆口的形狀，尺寸和進料位置等對塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的一些質(zhì)量缺陷，如縮孔，缺料，白斑拼接縫，翹曲等往往是由于澆口設計不合理而產(chǎn)生的，因此澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能都完好，高質(zhì)量的注射成型。澆口的主要作用是：(1) 型腔充滿后，熔體在澆口出首先凝結，防止其倒流。(2) 易于切除澆口凝料。 （3) 對于多型腔的模具，用以

41、平衡進料。澆口可分成限制性澆口和非限制性口兩大類。按澆口的結構形式和特點，常用的澆口可分成以下形式：直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點澆口。綜合考慮本設計中采用側(cè)澆口，開在分型面上，分流道、澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形式。塑料熔體從外側(cè)充滿型腔。截面形狀多為矩形（扁槽）。側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式如下： 式中 b側(cè)澆口的寬度，mmA塑件外側(cè)表面積，mm2t側(cè)澆口的厚度，mm澆口處塑件的壁厚，mm 側(cè)向進料的側(cè)澆口，對于大型塑件，一般厚度t=3.0-6.0mm（或取塑件壁厚的1/3-2/3），寬度b=1.5-5.0mm,澆口的長度L=2.0-6.0mm。取側(cè)澆口寬度b=

42、2mm。澆口處塑件壁厚為5mm,計算得側(cè)澆口的厚度=3.0mm-4.5mm，綜合考慮，取經(jīng)驗值4mm，澆口長度取經(jīng)驗值L=4mm。如圖4-3所示：圖4-3 側(cè)澆口形式 2 澆口的位置 澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大，選擇澆口是應遵循以下原則： （1) 盡量縮短流動距離。(2) 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷。(3) 澆口應開設在塑件壁厚處。(4) 考慮分子定向的影響。 (5) 減少熔接痕提高熔接強度。 （6) 有利于型腔的排氣。 （7) 考慮塑件受力情況。 （8) 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。此外在選擇澆口位置和形式時，還應考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等

43、因素。為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)保持平衡。4.3.4 冷料穴的設計 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流前鋒的冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體的充填速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還有便于在該處設置主流道拉料桿的功能。注射結束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出結構開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。4.3.5 排氣系統(tǒng)的設計當塑件熔體充填型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利的排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生

44、熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低沖模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。對于由于排氣不暢而造成型腔局部充填困難時，除了排氣系統(tǒng)外，還可以考慮開設溢流槽，用于容納冷料的同時也容納一部分氣體。排氣槽的開設是為了把型腔的氣體在注射過程中順利排出，而又不影響制品成型及制品質(zhì)量（如制品形成氣孔、接縫、燒焦等）。排氣間隙要使制品不產(chǎn)生飛邊、溢料。排氣的方式有分型面排氣、間隙排氣、強制排氣、粉末燒結金屬排氣、設置冷料穴排氣。常用的有在分型面上開設排氣槽排氣、利用間隙排氣、設置冷料穴排氣。1、在分型面上開設排氣槽排氣；2、利用配合間隙排氣；3、設置冷料穴排

45、氣?？紤]到該塑件的尺寸，屬于中小型簡單型腔模具，故可以采用側(cè)抽芯機構與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值小于ABS塑料的溢流值0.04mm,取經(jīng)驗值0.03mm。4.4 側(cè)向分型與分型機構的設計4.4.1 斜導柱的設計斜導柱的工作端可以是半球形也可以是錐臺形，由于車削半球形較困難，所以絕大部分斜導柱設計成錐臺形。設計成錐臺形時，其斜角應大于斜導柱的傾斜角2 3斜導柱固定端與模板之間可采用H7/m6的過渡配合，工作段與滑塊上斜導孔之間的配合采用0.4-0.5mm的大間隙配合。斜導柱固定端的掛臺應在裝入模板后銑平。根據(jù)側(cè)型芯的長度為38mm，設計側(cè)抽芯的距離應為側(cè)型芯的長度加2-3mm，因此確定側(cè)

46、抽芯距離為S=40mm。斜導柱的傾斜角應在12-22度之間，在此我們選擇=22度。斜導柱的工作部分尺寸L=S/sin=107mm。斜導柱的總長度201。如圖4-4所示； 圖4-4 斜導柱4.4.2 側(cè)滑塊的設計側(cè)滑塊是斜導柱側(cè)向分型與抽芯機構中的一個重要零件，一般情況下，他與側(cè)向型芯組合成側(cè)滑塊型芯，稱為組合式側(cè)滑塊。在側(cè)滑塊簡單且容易加工的情況下，也可以將側(cè)滑塊和側(cè)型芯制成一體的形式，稱為整體式側(cè)滑塊。由于側(cè)型芯的結構簡單，在這里我選用鑲拼式側(cè)滑塊，便于加工和更換。斜導柱的側(cè)抽芯機構工作時，側(cè)滑塊是在有一定精度要求的導滑槽內(nèi)沿一定的方向做往復移動的。這就要求設計合理的導滑槽，最常用的是T形槽

47、和燕尾槽，在這套模具中，我選用梯形槽導向，這種導滑方式加工方便，精度也高。4.4.3 楔緊塊的設計側(cè)滑塊側(cè)抽芯機構中，還必須設置楔緊塊楔緊，如果沒有楔緊塊，側(cè)向力就會通過側(cè)滑塊傳給斜導柱，使斜導柱發(fā)生變形，甚至降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度。這套模具設計中，單獨設計了楔緊塊。楔緊塊常采用銷釘定位、螺釘固定的形式，其結構簡單，加工方便，應用較為廣泛。在這里楔緊塊的采用銷釘定位和利用與定模板的配合，這樣可以便于調(diào)節(jié)，和磨損后的修模加工。4.4.4 側(cè)滑塊定位裝置的設計 為了合模時讓斜導柱能準確地插入側(cè)滑塊的斜導孔中，在開模過程中側(cè)滑塊剛脫離斜導柱時必須定位，否則合模時會損壞模具。根據(jù)側(cè)滑塊所在的位置

48、不同，可選擇不同的定位形式。此模具選用剛性定位裝置，便于加工。 第5章 結構零部件的設計5.1 定位圈的設計XS-ZY-500注射機的固定模板上定位孔直徑為180mm。定位圈的外徑取180mm，厚度12mm。定位圈的固定使用M6內(nèi)六角螺釘四 個。定位圈的材料選用普通碳素結構鋼A3，不需熱處理。5.2 拉料桿的設計 澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等8mm。拉料桿上部選用球頭形結構。材料選用45#鋼，淬火處理HRC4045，表面粗糙度Ra1.6。與動模板的配合H8/f8,外徑尺寸取8mm。5.3 澆注系統(tǒng)的主流道主流道由澆口套形成，主流道上端直徑為6.5mm,下端直徑取10mm

49、，高度為60mm,錐角4。5.4 推出機構5.4.1 推出機構的作用和種類在注射成型的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機構稱為推出機構，也叫頂出機構或脫模機構。推出機構的動作通常是由安裝在注射機上的機械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。注射模的推出機構有推桿、推管、推板三種形式。由于塑件形狀簡單為圓柱形端蓋外殼，所以采用普通推出機構中的推件板推出方式，其結構簡單，推出可靠。5.4.2 推桿推出機構的組成組成注射模的推桿推出機構的零件有：推桿、推板導柱、推板導套、推板、推桿固定板、固定螺釘和支承釘組成。5.4.3推件板推出機構的設計1 推桿推桿的直徑選12mm，采用圓柱形結構，長度

50、由模板厚度和塑件的推出距離決定，取150mm。推桿材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼45號鋼，淬火處理，低溫回火，HRC45-50,表面粗糙度Ra1.6。2 推板導套 材料選用碳素工具鋼T8A淬火處理HRC4548。3 推板導柱 材料選擇：碳素工具鋼T8A， 熱處理為淬火處理硬度HRC52-55。4 推板 推板的長、寬、厚分別350mm、180mm、25mm為采用普通碳素結構鋼A3。5 推桿固定板 推桿固定板的長、寬、厚與推板相同，分別為350mm、180mm、25mm，采用普通碳素結構鋼A3。6 固定螺釘 選用M6內(nèi)六角螺釘，長度為20mm，共8個。7 支承釘 支承釘工作部分的直徑為10mm,高度為25

51、mm。下面直徑8mm，材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理HB270-290。5.5 冷卻和排氣系統(tǒng)5.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設計根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗值取4根，冷卻水口口徑為8mm.另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循：1、澆口處加強冷卻。2、冷卻水孔到型腔表面的距離相等。3、冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大。4、冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水；。5、進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè)，通常應設在注塑機的背面。6、冷卻水

52、孔應避免設在塑件的熔接痕處。7、在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。注射入模具中的熱塑性熔融樹脂，必須在模具內(nèi)冷卻固化才能稱為塑件，所以模具溫度必須低于注射入模具型腔內(nèi)的熔融樹脂溫度，即達到玻璃化溫度以下的某一溫度范圍。為了提高成型效率，一般通過縮短冷卻時間的方法來縮短成型周期。5.5.2 冷卻回路的尺寸確定一般水孔的直徑可根據(jù)塑件的平均壁厚來確定。平均壁厚為2mm時，水孔直徑可取810mm；平均壁厚為2-4mm時，水孔直徑可取10-12mm；平均壁厚為4-6mm時，水孔直徑可取10-14mm。在這里根據(jù)參考資料經(jīng)驗選擇6mm。設置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、

53、提高生產(chǎn)效率最有效的方法。冷卻水路設置的基本原則有：1）冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；2）冷卻水道離模具型腔表面的距離為10-15mm；3）水道出入口的布置應注意，在澆口處加強冷卻和冷卻水道的出入口溫差應盡量??；4）冷卻水道應盡量沿著塑料收縮方向設置；5）冷卻水道的布置應盡量避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。在本模具中由于塑件形狀簡單，所以在定模中設置冷卻水路。5.5.3 排氣系統(tǒng)由于塑件的尺寸適中，為薄殼型塑件，模具型腔空間較小，排氣量不大。另外側(cè)抽芯與模板形成的排氣通道，所以可利用側(cè)抽芯與模板間的縫隙排氣，不必單獨設計排氣系統(tǒng)。5.6 模架的選用選用標準模架應設計的內(nèi)容： 1 選擇標準模架型號（如圖5-1）；中小型模架國家標準有四種基本型的結構。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標準模架。A1 A2A3 A4圖5-1 模架型號2