5 汽车后尾灯灯体模具设计全套计算说明书

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1、第一章 绪论1.1 引言1.探讨意义模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是限制和限制材料（固态或液态）的流淌，使之形成所须要的形体。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。现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2023年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2023年模具产值预料为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到202

2、3年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具须要更换。2023年我国汽车产销量均突破400万辆，预料2023年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也特别大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多【1】。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业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。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11

3、%。 鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于特别关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套实力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的全部制成分也发生了巨大变更。除了国有专业模具厂外，其他全部制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为快速。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的

4、塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密困难压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具【2】。2.国内外发呈现状在中国，人们已经越来越相识到模具在制造中的重要基础地位，相识到模具技术水平的凹凸，已成为衡量一个国家制造业水平凹凸的重要标记，并在很大程度上确定着产品质量、效益和新产品的开

5、发实力。很多模具企业特别重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，很多探讨机构和大专院校开展模具技术的探讨和开发。目前，从事模具技术探讨的机构和院校已达30余家，从事模具技术教化的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工高校模具技术国家重点试验室，上海交通高校CAD国家工程探讨中心、北京机电探讨所精冲技术国家工程探讨中心和郑州工业高校橡塑模具国家工程探讨中心等。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

6、期等方面做出了贡献【3】。 我国模具工业虽然有了长足的发展,取得了巨大进步,但是我们也要醒悟地看到,我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后1520年, 主要表现在模具精度、寿命、困难程度、设计、加工、工艺装备等方面与发达国家有较大的差距，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大。目前我国模具生产厂点多数是自产自用的工模具车间(分厂),商品化模具仅占1/3左右。从模具市场来看,国内模具生产仍供不应求,约20%左右靠进口,特殊是精密、大型、困难和长寿命的高档模具进口比例高达40%。模具工业在我国照旧还是无趣工业,模具进出口逆差每年超过10亿美元。随着我国加入WTO,模具出口前景越来越好,我国模具工

7、业还需发展得更快些,才能适应形势的发展。3模具技术面临的问题虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但很多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，很多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特殊在大型、精密、困难和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产实力也不能满意国内需求，因而须要大量从国外进口。 可见,我国模具行业中高端人才匮乏，模具制造技术相对落后，模具工业的发展任重而道远，模具行业大有可为【4】。4此课题设计任务及要求汽车灯具的塑件外形形态各异，生产用的注塑模具结构简洁，有一模一件产

8、品也有一模多件产品，比较适合于我们做毕业设计。我选择的产品为我公司的一种后尾灯灯体，将其模具设计作为我的毕业设计课题。该设计课题要用到特别多我们学过的注塑模具设计学问。我将严格依据设计步骤将此灯体的注塑模具设计出来，绘出装配图、零件图及所须要的图纸等并写出详尽的设计说明书。其次章 塑件结构及材料分析2.1设计任务塑件尺寸图如下：图2-1名称：汽车后尾灯灯体要求材料：ABS色调：黑 未注公差：一位小数按0.3mm,无小数按0.5mm机床：自行选定 生产批量：中等产量依据零件二维图建模成的三维图如下：图2-2 塑件三维图2.2 结构分析及材料工艺性分析2.2.1 结构分析塑件为汽车后尾灯灯体，要求

9、材料用ABS制造。此零件两端为支撑座，是为了与汽车起连接和作用的，支架凹陷部分须要做成滑块。灯体两边各有一排小突台，是与灯镜相连接的，可以先尝试干脆分模，如不行也需做成滑块结构。其余部分可以干脆分模脱出，灯体底部有六个并排的螺栓连接杆，可以干脆用顶针顶出。底部有5个小通孔是为了穿入电线连接电源用。因此塑件总体的精度要求不高，但连接协作件精度要求较高。塑件内表面做成光滑面，外表面做成电火花花纹。从塑料零件图上可看出，该塑件上下两端的支架需做成滑块抽芯，否则塑件拦住，塑件取不出来。垂直于脱模方向的尺寸较小，初步选用滑块侧抽芯。2.2.2 工艺性分析精度等级：采纳7级低精度（依据手册P45表2-20

10、举荐值选取）5。粗糙度：该塑件外表做电火花皮纹。脱模斜度：塑件拔模角度为13（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）（手册P28表2-1）。依据塑件尺寸及精度要求，查手册P44表2-19对塑件进行具体的精度标注，具体尺寸参见塑件零件图。 2.2.2.1 ABS性能分析6ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。（1）力学性能：ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的

11、温度下运用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。 （2）热学性能：ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出肯定的韧性，可在-40100的温度范围内运用。 （3）电学性能：ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下运用。 （4）环境性能：ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。

12、ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。2、成型性能：ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光滑度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定，表面光泽。ABS的热稳定性好，不易出现热降解现象。ABS的吸水性较高，吸水率: 0.2%0.7%,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为80-85，24小时；对特殊要求的制品（如电镀），则需70-80，10-18小时(水分限制在0.2%以下)。ABS制品在加工中易产生内应力，如应力太

13、大或制品对应力开裂肯定禁止，应进行退火处理，具体方法是制品置于70-80的热风循环干燥箱内2-4小时，再冷却到室温即可。ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型，并以注塑法最广，挤出法次之。3、注塑模工艺条件: 干燥处理：温度7085左右干燥24小时以上。 熔化温度：180250，留意最好不要超过240。 模具温度：一般状况5055，为了提高塑料件的表面质量，避开或削减熔接痕和缩痕，通常将模具温度提高到7075，同时适当的增加保压时间。 注射压力：注射压力的选择跟诸多因素有关，其大小主要取决于宿建德形体结构及其壁厚。可在实际生产中自行调试直到达到要求，一般，提高注塑压力，可以增加塑件的

14、表面光泽度 注射速度：采纳中等注塑速度，往往能够获得较好的质量效果。速度太大时，物料易分解，同时产生熔接痕和不光泽的缺陷。塑件较薄的时候宜运用较高的注射速度。 塑料件的后处理；ABS塑件的成型收缩率较小。但是，易产生内应力。因此，应当对成型塑料件进行热处理。4、ABS主要技术指标：密度 (Kg.dm-3) 比体积 dm-3. kg-1 0.860.98吸水性 % 收缩率 % 熔 点 热变形温度 0.46MPa 0.1850MPa 抗拉屈强度 MPa 50拉伸弹性模量 MPa 抗弯强度 MPa 80冲击韧度 K g.dm-2无缺口 261有缺口 11布氏硬度 9.7 体积电阻系数 cm 2.2.

15、2.2 ABS的注射成型工艺参数【5】（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：3060（3）预热和干燥：温度（C） 7085 时间 (h) 24（4）密度（g/ cm）: 1.021.16（5）材料收缩率（）：0.40.7（6）料筒温度（C）：后段 180200 中段 190210 前段 200210（7）喷嘴温度（C）：180200（8）模具温度（C）：4080（9）注射压力（MPa）：70100（10）成形时间（S）：注射时间 35 冷却时间 1275 总周期 1580（11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可2.2.2.3 ABS塑件的常见主要及消退措施：主要缺陷：缺料、气孔、飞边

16、、变色及银丝、出现熔接痕等。消退措施：加大主流道、分流道、浇口和注射时间、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度等方法。（此处不做过多赘述）第三章 模具基本形式确定和相关参数校核3.1 模具结构形式的拟定3.1.1 确定型腔数量及排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采纳一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件，形态简洁，又是大批量生产时，若采纳多型腔模具可供应独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可依据模型的大小状况而定7。该塑件除部分连接件精度略高，整体对精度要求不高，再依据塑件的尺寸大小和形态结构，初步采纳一模二腔的模具结构。3.1.2 模具结构形式的确定方案

17、一. 多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采纳此结构。方案二. 多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采纳此结构。该塑件外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采纳多型腔单分型面的设计。最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟识，在制造上加工比较便利，但不利因素是浇道流程长，热量损耗大，因此简洁产生明显的拼料痕迹。假如要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了四周的美观。其次是点浇口。塑料注射时，在点浇口以高速注

18、入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必需移动。由于型腔重量较大，所以不便利移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采纳剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因干脆在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、削减或变更浇口的位置、模具修改也比较便利。三是在塑件顶出的同时，

19、浇口剪断并脱落，可节约去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一样的原则动身，采纳了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺协助浇口可手工去除8。综上所述，从塑件上简洁看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单分型面垂直分型，选用侧浇口，初步设计为上下左右对称，每个模腔两个浇口。3.2 初选注塑机的型号的规格确定注塑机型号和规格的主要参数是塑件的体积（注塑量）和锁模力。此外除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时须要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参

20、数密节相关，假如两者不相匹配，则模具无法运用，为此，必需对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号9。3.2.1有关塑件的计算由Pro/E软件分析可得：体积 = 58.824 （cm） 密度 = 1.02 (g/ cm）质量 = 60 (g)3.2.2注射机型号的确定参见市面上常见的卧式注塑机，并依据塑件的体积初步选定用HTF160JTJ B型（卧式）注塑机10。此型号注塑机的主要技术规格如下表：表 3-1 注塑机的主要参数理论注射容积(cm）320螺杆直径(mm)45注射压力(MPa)140注射速率(g/s)70最大注塑面积(cm2）350螺杆转速(r/min)0175

21、锁模力(kN)1600拉杆间距(mm)455455移模行程(mm)420模具最大厚度(mm)500模具最小厚度(mm)145锁模形式双曲肘3.2.3注射机及型腔数量的校核1、主流道的体积约为： 2、该模具总共需填充塑件的体积约为： 3.2.4注射机及参数量的校核1.注射量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必需在注射机额定注射量的80%以内11。在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即或 式中 V（m）一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm或g）； n 型腔数目 Vz（mz）单个塑件的容量或质量(cm或g）。

22、Vj（mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或g）。故应使 或 式中 Vg（mg）注射机额定注射量(cm或g）。依据容积计算 可见注射机的注射量符合要求2.型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可依据注射机的最大注射量确定型腔数n式中 K注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8； mN注射机允许的最大注射量； m 2浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm）； m 1单个塑件的质量或体积（g或cm）。所以须要考虑到零件结构困难以及生产需求经济性的要求，以及模腔的对称性，确定选择一模二腔3.塑件在分型

23、面上的投影面积与锁模力校核12注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，须要的锁模力也就越大。假如这一数值超过了注射机允许运用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必需满意下面关系：式中 A注射机允许运用的最大成型面积(mm2）单个塑件在模具分型面上的投影面积流道在模具分型面上的投影面积注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了牢靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：式中符号意义同前。所以须要27941.48+

24、1776.8=17659.76A查得ABS的平均成型压力为80（cm2/MPa）176.5976 cm280=14127.8NF(1600KN)符合要求4.最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应当大于注射机成型时所调用的注射压力，即：很明显，上式成立，符合要求。5. 模具与注射机安装部份的校核喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应13。模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必需满意：式中 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； 注射机允许的最大模厚。注射机允许厚度145H=281500符合要求。6.开模行程校核5开

25、模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：式中 H1摧出距离（脱模距离）（mm）； H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。开模距离取 H1 = 50包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 62.5mm余量取 8 则有：Smax s = 62.5+50+8 =121.5 符合要求。第四章 模具结构设计和相关尺寸计算4.1 分型面位置的确定4.1.1 分型面的选择分开模具能取出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分别面或称分模面，注射模只有一个分型面。分型面是确定模具结构形式的一个重要因素，它与模具整体结构、浇注系统的

26、设计、塑件的脱出和模具的制造工艺等有关。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形态以及推出方法、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，应依据分型面选择的原则和塑件的外形合理的选择分型面6。4.1.2 分型面的方向位置分型面的方向尽量采纳与注塑机开模是垂直方向，形态有平面，斜面，曲面。选择分型面的位置时，一般应遵循以下几项基本原则14：分型面应选在塑件外形最大轮廓处，一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处。确定有利的留模方式，便于塑件顺当脱模，一般使塑件留在动模一边，利于脱模。保证塑件的精度，如将同心度要求高的同心部分放于

27、分型面的同一侧，以保征同心度。轴芯机构要考虑轴芯距离。满意塑件的外观质量要求。便于模具制造加工。留意对在型面积的影响。对排气效果的影响，分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽1.56 mm的排气槽。亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气。对侧抽芯的影响等。在实际设计中，不行能全部满意上述原则，一般应抓住主要冲突，在此前提下确定合理的分型面。4.1.3分型面的确定依据以上原则，可先确定分型线即凸模凹模的接触线。如下图所示： 图41(凸台放大部分）在分型线的基础上确定该模具的分型面即为穿过分型线且垂直于脱模方向的平面，第一次分型面使灯盖

28、的外表面和凹模脱出，内表面和凸模脱出。位置如下图图 4-2 第一分型面侧抽芯分型面： 图 4-3侧抽芯分型面4.2 浇注系统的形式和浇口的设计4.2.1 浇注系统的形式设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为一般流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和志向外观的塑料制件以及最佳的成型效率有干脆的影响15。考虑到制件的精度等级不高，以及一模二腔的成型模式，结合经济性考虑，采纳主流道加分流道的浇注系统浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所

29、用塑料的利用率、成型效率等相关。对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流淌性。（2）采纳尺量短的流程，以削减热量与压力损失。（3）浇注系统的设计应有利于良好的排气。（4）防止型芯变形和嵌件位移。（5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。（6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。（7）流淌距离比和流淌面积比的校核。4.2.2主流道的设计主流道的形态和尺寸最先影响着塑料熔体的流淌速度及填充时间，必需使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的实力。在卧式注射机上运用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺当拔出，需设计成圆锥

30、形，锥角为一般为246。1、主流道的尺寸 （1） 主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 2 3 = 1.5 + 2 3 取 d = 3.5（mm）。（4） 主流道长度主流道长度L，依据准模架及该模具结构，取L = 85（mm）。 （5） 主流道锥度主流道锥角一般应在26，取 = 2，所以流道锥度为/2=1。（6） 主流道大端直径主流道大端直径 D = d+2Ltg（/）（=2） 6（mm）（7） 主流道大端倒圆角倒角 D/8 0.75（mm）图 4-4 主流道形式2、主流道衬套的形式主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及肯定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接

31、触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采纳碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火53 57 HRC。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。图 4-5 主流道的位置主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后协作在固定在模板上。该模具尺寸较小，主流道衬套可以选用整体式。 设计出主流道衬套的尺寸如图5-4所示： 主流道衬套的固定形式如图5-5所示：4.2.3 分流道的设计

32、分流道是主流道与浇口之间的进料通道。（1）分流道的截面形态 常见的分流道截面形态有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等。圆形和方形分流道的效率最高。但是方形截面流道不利于冷凝料的推出，且不利于加工。所以在此选用圆形分流道，圆形需开设在分型面两侧，且对应两部分必需相互吻合。（2）分流道的截面尺寸 一般圆形分流道的截面直径为212mm，对流淌性好的塑料，可以取较小，对于多数塑料直径一般取56mm。此处选用6mm。（3）冷料穴的设计 冷料穴的设置是依据浇注系统的须要来设置的，它它既可以设置在主流道的末端，还可以设置在分流道的转向处，并迎着上游料流的方向。此处既有分流道也有主流道，所以一共设置三个冷料穴，

33、主流道一个和两个分流道各一个。冷料穴的直径和分流道的直径大小一样，长度为直径的1.52倍。此处选为1.5，冷料穴深度为1.5X6=9mm。4.2.4 浇口的设计浇口的设计与塑料的品种、塑件形态、塑件壁厚、模具的结构以及注射成型的工艺参数都有关。对浇口的总体设计要求是：要使融料以较快的速度进入并充溢型腔，同时在型腔充溢后冷却封闭。一般要求浇口截面小，长度短，这样可以提高料流的剪切速率，有利于充溢型腔；同时有利于快速冷却封闭；且便于塑件与浇口冷流料的分别，保证塑件的外观质量。设计浇口应当留意以下问题。（1）应避开引起熔体裂开（2）浇口应当设置在宿建德最大壁厚处（3）应当有利于排气（4）有利于削减熔

34、接痕和提高熔接痕强度（5）防止型芯变形（6）考虑塑件的收缩变形及分子取向（7）应考虑塑件的外观此处综合考虑最终选择浇口的类型为侧浇口，形态为扇形，位置位于塑件侧面与分型面相接处。4.3 合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。4.3.1 机构的功用导向机构的功用定位作用；导向作用；承载作用；保持运动平稳作用。定位机构的功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必需在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位

35、和同轴度的要求5。当采纳标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般状况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采纳精密导向定位装置，则须由设计人员依据模具结构进行具体设计。此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不须要用定位机构，可干脆由导向机构定位。4.3.2 导向结构的总体设计191、导向零件应合理地匀称分布在模具的四周或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后变形；2、该模具采纳4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置；3、该模具导柱安装在动模板上，导套安装在定模板上；4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一

36、个面或在导套的孔口倒角；5、各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；6、在合模时，应保证导向零件首先接触，避开凸模先进入型腔，导致模具损坏；7、当动定模板采纳合并加工时，可确保同轴度要求。4.3.3 导柱的设计1、该模具采纳带头导柱，且不加油槽；2、导柱的长度必需比凸模端面高度高出68mm；依据模具结构，导柱长度取90mm。3、为使导柱能顺当地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分；4、导柱的直径应依据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为30；5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6协作。导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙协作；6、导柱

37、工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m；7、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采纳低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为55HRC以上或45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC以上。导柱尺寸如下：图4-64.3.4导套的设计1、结构形式：采纳带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其协作精度；2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气；3、导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙协作，表面粗糙度为Ra0.4m。导套外径按H7/m6或H7/k6协作镶入模板6；4、导套材料可用淬火钢或铜

38、（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导套三维示意图如下：图4-74.3.5导柱与导套的协作形式导柱与导套的配用形式要依据模具的结构及生产要求而定，该模具采纳的协作形式如下图所示：图 5-8 导柱与导套的配用4.4 脱模推出机构的设计结合零件的结构，本模具采纳顶针作为脱模推出机构注射成型机的动模安装一侧设有脱模推出机构，有的运用液压推动，也有用机械推动。总之，在塑件成型后，动模随注塑机活动动模座后退到肯定距离，就起先由注塑机的脱模机构推动模具的推板和推杆固定板，由推板或推杆等使塑件从动模上推出。4.4.1 脱模机构的选用原则（1）使塑件脱

39、模时不发生变形（2）推力点的分布依脱模阻力的大小合理支配（3）推杆的受力不行太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂（4）推杆的强度和刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观(6)脱模机构的运动应保证敏捷，牢靠，不发生误动作顶杆位置分布如图： 图4-9一个模腔四周设置12个顶针，与动模最高平面相平，一端固定到推板固定板，与板上的孔协作，顶部平面与推板接触。此外凸模上的丝筒也起到了推出的作用，示意图如下：丝筒针 图410一个塑件有6个螺柱，所以一个模腔须要用到6套丝筒针，丝筒针一端与凸模高度齐平，另一端的分别的阶梯分别于推板和定模扳相接触，示意图如下： 图4-114.

40、4.2 脱模阻力计算塑件壁厚与其内孔直径之比小于1/20，为薄壁壳体形塑件，且塑件断面为矩形，故所需脱模力的计算公式如下5： 式中 E塑料的拉伸模量（N/cm2）（可由表查得ABS的拉伸模量为 180000）； 塑件的平均壁厚（cm）； L塑件包涵型芯的长度（cm）； 塑料的泊松比（可由表查得ABS的泊松比为0.38）； f塑料与钢材之间的磨擦系数（可查得ABS与钢材的磨擦系数为0.35）； 模具型芯的脱模角度（）； A塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积(cm2)，当塑件底部上有孔时，A项应视为零； S塑件收缩率（%）4.5 侧向分型抽芯机构的设计当塑件上具有与开模方向不一样的侧孔,侧凹或

41、凸台时,在脱模之前必需先抽掉侧向成型零件(或侧型芯),否则就无法脱模.这种带动侧向成型零件移动的机构称为侧向分型与抽芯机构.(一)分型与抽芯方式:1,手动侧向分型方式2,机动侧向分型方式3,液压或气动传动侧向抽芯经分析及依据实际状况，设计为机动式分型与抽芯机构。机动式分型与抽芯机构分为弹簧,斜导柱(斜销,弯销) ,斜导槽,楔块,斜滑块,斜槽,齿轮齿条等八种20. 选用斜导柱侧向分型抽芯机构。斜导柱倾角常用1520，最大不得超过25，取=20。斜导柱材料常用T8、T10碳素工具钢,或20钢渗碳处理,由于常常与滑块摩擦，热处理要求硬度HRC55，表面粗糙度Ra0.8。与其固定的模板按H7/m6过渡

42、协作，与滑块孔采纳较松的H11/b11间隙协作，或者在两者之间保留0.51mm的间隙。（1） 抽芯距的确定抽芯距S是指将活动型芯从成型位置抽至不阻碍塑件脱模位置所移动的距离。抽芯机构的最大行程处必须要完全能使塑件脱出，并且能留有肯定余量。由下图可以看出，抽芯距离必需大于侧型芯的最大尺寸处到塑件外端的最大尺寸处。假如小于次距离塑件将卡在模腔无法取出。为了平安起见抽芯距通常比深度的最大尺寸大23mm。所以抽芯距S=9.6+（23），取12mm图4-11斜导柱工作长度L = s/sin = 12/sin20 35.08mm 与s对应的开模距H = sctg = 12ctg2033mm 查教材P195

43、P196表5-20和表5-21，确定斜导柱直径d = 12mm ，保险起见，取d = 14mm。滑块和型芯做成一体，材料用壁滑块常用材料45钢性能更优良的SKD61，满意要求。滑块与导滑槽采纳H7/e6协作。滑块和导滑槽参照手册P159表5-17设计。楔紧块采纳45钢，螺钉固定，锁紧角应比斜导柱倾角大23(取23)，以保证开模时斜导柱的抽芯滞后于楔紧块与滑块的脱离。为了侧抽芯机构能够顺当地实现合模动作，避开开模后滑块由于惯性滑开距离过大而可能导致合模时折断斜导柱出现事故，需在型芯固定板上装4个对称布置的弹簧定位顶销。4.5.1侧型芯设计安装架处型芯：图4-12侧型芯 上图为斜导柱抽芯机构，固定

44、在动模前部，合模时，滑块由斜导柱和定模板上的导向斜面起导向作用，进入模腔并到达固定的位置。脱模时，可实现先由上示侧抽芯机构限制的抽芯动作，然后再实现塑件的脱模。在上图两孔中分别安装两弹簧，弹簧另一端与模具型芯底端接触，使得斜导柱脱离滑块的时候型芯能保持抽出的状态，便于取出塑件。具体尺寸设计：依据模具的整体结构尺寸和抽芯机构抽芯距及抽芯力的计算，可确定抽芯机构型芯部分侧型芯的具体尺寸如下图：图4-134.5.1侧型芯座（滑块）设计 侧型芯固定在滑块上并用螺栓连接，滑块上面的凹槽与侧型芯上的凸台协作起到定位固定作用，滑块通过梯形槽固定在动模板上。中间的孔由斜导柱导向，斜面与定模上的压紧面相接触。结

45、构如下图： 图4-14滑块具体尺寸设计：依据模具的整体结构尺寸计算并考虑和侧型芯的协作，可确滑块的具体尺寸如下图： 图4-15 滑块尺寸图4.6 成型零件的设计成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，假如型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺当脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭

46、阅历来确定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细微环节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素21。设计时应首先依据塑料的性能、制件的运用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后依据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度确定型腔各零件的结构和其他细微环节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应当对关键成型零件进行强度和刚度的校核21。

47、在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时须要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形态和尺寸精度、表面质量及其稳定性，确定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必需在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。4.6.1型腔型芯的结构设计（一）凹模的结构设计凹模也可以成为型腔，用以行程塑件的外形轮廓，按结构形式的不同可以分为整体式,整体嵌入式，镶拼组合式和瓣合式四种类型。此处选用的为整体嵌入式凹模

48、，整体嵌入式凹模是将结构尺寸不大的式凹模采纳H7/m6协作嵌入到凹模固定板或套版中进行，除具有整体整体式凹模的优点外，还可以节约珍贵模具材料和便于热处理，主要用于生产批量较大的模具，可一模一腔或一模多腔。（二）凸模和型芯都是用来成型塑件内表面的零部件，两者没有严格的区分。一般来讲，可以认为凸模是成型塑件整体内表面的模具零件，而型芯则多指成型塑件上某些局部特殊内形或局部孔，槽等所用的模具零部件，有时也可以称为型芯为成型杆。与凹模相像凸模和型芯的结构形式可分为整体式,整体嵌入式，镶拼组合式和组合式等不同的类型。此处选用的既有整体式也有嵌入式。整体式凸模是用真快模具钢干脆加工而成的，其优点是结构牢靠

49、，不易变形，塑件无拼缝的痕迹；缺点是当塑件表面结构较困难时难加工，且模具材料消耗量加大。塑件底部的螺栓孔要做成嵌入式型芯 型芯杆（丝筒针）单独加工后，再被安装到模具的安装孔中。如下图：图4-164.6.2成型零件的选材5对于模具钢的选用，必须要符合以下几点要求：1、机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多须要抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应匀称致密，极少杂质，无疵斑和针点。3、耐磨性和抗疲惫性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变

50、应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采纳。所选钢种应使注塑模能削减抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所支配批量生产的运用寿命期限5。4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必需考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取1/2。此处依据图纸可知塑件一位小数的公差为mm，无小数的公差为。模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的即而且按

51、成工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取 。 现取。模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。%=模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着肯定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。4.6.3型腔型芯的计算外型尺寸参

52、见塑件CAD尺寸图。1.凹模尺寸： （1）径向尺寸：式中:S为塑件的平均收缩率， 为最大的基本尺寸为260mm。 为工作尺寸的制造与运用修正系数，此处取0.5 为塑件的公差（2） 深度尺寸：所以：2凸模尺寸： (1)径向尺寸: 为最大的基本尺寸为199m。 为工作尺寸的制造与运用修正系数，此处取0.5 为塑件的公差(2)高度尺寸：为最大的基本尺寸为199m。 为塑件的公差4.7模架的确定和标准件的选用在学校作设计时，模架部分要自行设计；在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，

53、尤其时对大型模具，这一点尤为重要。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，依次分型机构及精密定位用标准组件等16。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用CI型标准模架，450*300，可符合要求。模架上要有统一的基准，全部零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不

54、须要销钉精确定位；垫快不须要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位17。模具上全部的螺钉尽量采纳内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光滑，加涂防锈油。两模板之间应有分模隙，即在装配、调试、修理过程中，可以便利地分开两块模板。分模隙常见形式如下：图4-17 分模隙（1）图 4-17 分模隙（2）1、定模固定板（定模座板）（350450，厚30mm）主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡协作；通过2个5的内六角螺钉与定模固定板连接；定模垫板通常就是模具与注射机连接处的定模板。2、定模板（300450，厚70mm）上面的型腔为整体式；其导柱固定孔与导柱为H

55、7/m6过渡协作。3、动模板（300450，厚60mm）其上的推板导柱孔与导柱采纳H7/m6协作。4、推板（180450，厚20mm）其上孔与孔之间最小间隙为5mm5、推杆固定板（180450，厚25mm）6、垫块（58450，厚90mm）（1）、主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调整模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求18。（2）、结构型式：可为平行垫块、拐角垫块。（该模具采纳平行垫块）。（3）、垫块一般用中碳钢制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨铸铁等。（4）、垫块的高度计算：h垫块=h推出距离+h推板+h推杆固定板+ =40+20+25+5

56、 =90（mm）式中 顶出行程的余量，一般为510mm，以免顶出板顶到动模垫板。（5）、模具组装时，应留意左右两垫块高度一样，否则由于负荷不匀称会造成动模板损坏。7、动模固定板（动模座板）（350450，厚30mm）K.O孔与其为H7/m6间隙协作；2垫块通过3个12的内六角螺钉与动模固定板连接；定模垫板通常就是模具与注射机连接处的动模板；停止销与K.O孔无干涉； 结论成型该塑件时须要侧抽芯。该塑件底部有螺柱和加强筋结构面较多，零件数目和装配关系比较多，在运用三维建模时工作量也较大，由于结构尺寸较多故省去了装配图上重复的零件。以上几点都说明待设计模具需用侧向分型与抽芯机构。因此选用侧向分型抽芯机构。再者，采纳推杆推出机构，顶针板复位机构。顶针可以使模具刚好复位，从而为二次顶出创建了条件。因为一次顶出可能不够彻底，可以设置二次甚至三次顶出，这样塑件就可完全被顶出，此时人工取出塑件及浇道凝料模具即完成一次注射，可马上进行下一次注塑成型。整个注射成型过程中，是半自动化生产，须要人工取出塑件和浇道凝料，在肯定程度上节约了单次注射成型时间，缩短了注射成型周期，提高了生产率。本次毕业设计是对我高校四年学