机械制造毕业设计（论文）茶杯盖注射模设计

《机械制造毕业设计（论文）茶杯盖注射模设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造毕业设计（论文）茶杯盖注射模设计（27页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕业设计（论文）毕业设计（论文）任务书课题名称： 茶杯盖注射模设计 学生姓名： 系 别： 机械工程学院 专 业： 机械制造 指导教师： 2011 年 1 月 26 日1、主题词、关键词：2、毕业设计（论文）内容要求：名称：茶杯盖材料：ABS，密度为1.05g/cm，收缩率取0.5。1）查阅塑料和注射模相关资料，了解塑料成型的特点，掌握注射模具的设计流程，掌握塑件的成形工艺方案。2）根据圆盒零件的形状结构特点，选择合理的塑料，用PROE进行三维造型，并考虑所选塑料的收缩率问题。3）根据制品的特点，确定分模面的合理位置，提出几种成型方案，并从中选出合理的成型工艺方案。4）根据合理的成型方案，进行模

2、具设计，设计出工作零件及特殊零件，掌握标准零件的选择，选择合理的模架。 5）学会CAD软件和PROE软件，并用电脑软件绘出装配图和相关零件图。 6）查阅与毕业课题有关的英文资料，翻译三千单词以上的英文资料。 7）认真阅读湖南工业大学机械学院的毕业设计手册，撰写论文规范。3、文献查阅指引：1)塑料模具设计手册，CAD和PROE教程。2）学校图书馆数字资源中的中国期刊全文数据库。3）有关塑料成型工艺及注射模设计方面的书籍。4）校园外的网络资源。4、毕业设计（论文）进度安排：1）11.2012.20：查阅资料，撰写开题报告；2）12.201.10：翻译英文资料一篇,学习CAD和PROE软件；3）2.

3、164.16：根据圆盒零件的形状特点分析其工艺成型方案，并设计出合理的注射模具，画出装配图及相关的零件图，确定论文初稿；4）4.165.14：论文修改并装订，填写相关表格及打印图纸；5）5.155.20：论文答辩。教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。摘 要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.因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文讨论了应用CAD/CAM技术辅助设计茶杯盖注塑模具的设计方法。介绍了茶杯盖注塑模具设计的流程，提出了合理高效的

4、设计方案；塑件选材为低密度ABS。在此基础上逐步分析了分型面的确定，浇注系统，计算了成型零部件的尺寸等，选择了注射机，采用点浇口注射成型。利用斜导柱侧抽芯，推杆顶料。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用AUTOCAD和Pro/E绘制了一套模具装配图和零件图。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。 关键词：注塑模；CAD/CAM技术；茶杯盖设计流程；注射机。ABSTRACTIndustrial of die is an important part of the industrializat

5、ion of high technology in high-tech industry area. Terefore, the study of plastic products make sense to understand the production process and improve product quality . In this thesis, we use CAD / CAM to design the injection mold of cup covered. We discuss the process of cup covered injection, and

6、make a reasonable and efficient proposed. We choose material ABS which has low-density. On the basis of this we analysis the progressive type of identification, casting, the size of the molding components, the choice of injection machines, and the sprue gate of the injection molding. The use of the

7、ramps lead-oriented, and the top putting material is the characteristic of this design. So we could ensure that the mold work reliable. Finally, we checked the match of the structure and the injection machine. Under the help of AUTOCAD and Pro / E we drew a assemble and parts plans. After this work,

8、 we have a deep understanding of the injection mold, and take more notes of the details of mold design.KEY WORDS : Injection mold；Technology of CAD/CAM ; The process of mold design ;Injection Molding Machine. 目 录摘 要IIABSTRACTIII1前言11.1 关于模具工业11.2注塑模具的发展趋势11.3运用模具CAD/CAM技术设计塑件22.茶杯盖制件的设计32.1茶杯盖的模具设计流

9、程32.2塑件分析42.3成型方法52.4茶杯盖的三维图53 茶杯盒盖的注塑模具设计53.1方案的选择53.2分型面和型腔的选择63.3浇注系统的设计63.3.1主流道的设计63.3.2 浇口的设计73.4 溢料 排气系统设计83.5模具主要零件的结构设计83.5.1凹模工作尺寸的计算93.5.3 前模仁的设计113.6导向与定位机构133.7 选择脱模方式143.7.1脱模机构的设计143.7.2脱模力计算153.8 侧抽芯机构的设计163.9.模架选用164.注射机的选择174.1 注塑机基本参数174.2初选注塑机184.3 注射机的校核184.3.1 注射压力的校核184.3.2 锁模

10、力的校核194.3.4安装部分相关尺寸的校核194.3.5 模具外形尺寸校核194.3.6 模具厚度校核194.3.7 模具安装尺寸校核204.3.8 开模行程校核205.塑件的总装图21参考文献22致谢词23附录24附1: CAD部件图24附2: 英文翻译24VI1前言1.1 关于模具工业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，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

11、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

12、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

13、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。11.2注塑模具的发展趋势 随着产品的集约化生产，型腔模具在各个领域的产品生产中越来越显得重要，20世纪80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列政策的支持和引导下，再加之产品规模化生产的需要，我国模具工业，特别是塑料和压铸等型腔模具发展十分迅速。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（

14、个体）模具企业的发展也相当迅速。随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高，由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80% 以上，效果十分明显。 随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展，塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等），为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件

15、精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性，气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。 快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（E）、聚酯（P）或其中填充金属（M）、玻璃（G）等增强制制作简易模具，这些模

16、具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。 随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。 随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也将越来越高。 模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的模具工业发展趋势。1.3运用模具CAD/CAM技术设计塑件模具CAD/CAM技术在近两年来发展很快，体现了模具CAD/CAM技术向宜人化、集成化、智能化和网络化的发展趋势和技术进步。随着模具工业的飞速发展

17、以及CAD/CAM技术的重要性被模具界所认可, 近几年来CAD/CAM开发商投入了很大的人力和物力，将通用CAD/CAM系统改造为模具行业专用的CAD/CAM系统，针对各类模具的特点，推出了宜人化、集成化、和智能化的专用系统，受到了广大模具工作者的好评。例如以色列Cimafron公司推出的Quick系列产品，能在统一的系列环境下，使用统一的数据库，完成产品设计，生成三维实体模型，在此基础上进行自动分类，生成凸、凹模，完成模具的结构设计，能方便地对凸、凹模进行自动的NC加工。又如英国DELCAM公司推出的Power SHAPE系统，包括有PS-Moldmaker模块，是面向模具制造的模具总装设计

18、专家系统，可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面，加工信息被自动封装，并可直接输出到Power MILL 模块，自动产生加工程序。日本造船信息系统株式会社的三维CAD/CAM系统Space-E中也增加了专用于注塑模的设计模块。日本UNISYS株式会社推出的专用于塑料模设计和制造系统的CAD CEUS 也颇具特色，该系统综合了塑料产品设计从产品形状设计、模具设计到模具生产所需要的全部功能，重点在于三维设计与二维视图的关联，体现了宜人化和集成化方面的技术进步。随着模具工业的科技进步和国际竞争的日益激烈，模具界对CAD/CAM系统的要求也从单纯的建模工具变为要求支持从设计、

19、分析、管理和加工全过程的产品信息管理集成化系统。如上海交通大学国家模具工程中心（上海模具技术研究所）在数字化制造、系统集成、反向工程、快速原型/模具以及计算机辅助应用技术等方面已形成了全方位解决方案 的能力，能够提供模具开发与工程服务的业务，全面地提高模具企业的水平和产品质量。又如浙江大学旭日科技开发公司，能为企业提供产品设计、三维造型与NC编程、逆向工程、三坐标测量、模具设计与分析、技术培训以及模具CAD/CAE/CAM技术开发的全方位技术支持。北京航天航空大学海尔软件有限公司推出的CAXA品牌系列CAD/CAE/CAM也能够为用户提供有关模具工程的全方位解决方案。2.茶杯盖制件的设计2.1

20、茶杯盖的模具设计流程本塑件的设计主要是确定装配模型、设计分型面、浇注系统及冷却系统，准确完成塑料模具核心部分的设计工作。再利用CAD/CAM 系统制作工程图以及零件图。茶杯盖模具设计主要步骤如下：（1）选择制品的分型面。（2）型腔布置。（3）确定浇注系统。（4）溢流、排气系统的设计。（5）选择脱模方式。（6）侧抽芯机构的设计。（7）模具主要零件的结构设计。（8）模具调温系统的设置。（9）绘制图纸，出模具装配图、爆炸图和关键部件零件图以及报表。22.2塑件分析塑件如图1-1所示，选择材料为ABS，密度为1.05g/cm，收缩率0.4-0.7,取0.5。ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单

21、体合成。每种单体都具有不同特性,丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS 具有如下特性：综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；与372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；流动性比HIPS 差一点，比PMMA、PC 等好，柔韧性好，适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件。5ABS成型的工艺条件见下表：预热温度8085C注射温度2090C料筒前段温度150170 C预热时间23h高压时间05s料筒中段温度165180 C喷嘴温度170180 C冷却时间

22、2120s料筒后段温度180200 C模具温度5080 C总周期5220s单件体积为94.66,总高54mm,径向最大长度近100mm，厚度10mm,内部有螺纹， 该塑件茶杯盖如图1-1所示。图 1-1茶杯盖2.3成型方法主要依靠注射成型机（柱塞式和螺杆式）和注射模具来完成。ABS 塑料的成型加工性能良好，选用柱塞式注塑机进行注塑成型。2.4茶杯盖的三维图在PRO/E的零件（Part）模块中，通过旋转创建茶杯盖的实体模型，如图2-1所示。图 2-1茶杯盖三维图3 茶杯盒盖的注塑模具设计3.1方案的选择 分析茶杯盖的结构，由于其内螺纹结构，则设计必须采用侧抽心机构，为保证其表面质量，采用点浇口浇

23、注。方案1：直接分模方案2：斜导柱侧抽芯针对方案一，本设计产品含内螺纹，无法直接拔模，其型心须采用双滑块侧抽心机构。为满足产品所需表面质量，开模时模具在弹簧作用下，点浇口分开。经多方面考虑采用方案二，此方案结构合理，质量可靠，操作方便。3.2分型面和型腔的选择考虑到塑件的几何形状,脱模方法，模具类型，以及浇口形式，可选择水平分型面并且是双分型面。如图3-1选择制件开口端面作为分型面。由于制件比较大，所以采用一模一件。定位后零件如图3-1所示。 图4-1 图 3-1茶杯盖三维图 3.3浇注系统的设计 3.3.1主流道的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

24、。主流道小端尺寸为3.54mm,一段主流道的设计，主流道圆锥角=26,内壁粗糙度Ra0.63m，主流道的大端呈圆角，半径r=13mm ,以减小料流转向过渡时的阻力。主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。主流道衬套的形式，主流道小端入口处与流向机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。衬套都是标准件，只需去买就行了。衬套小端直径的规格有12, 16、20等几种9。主要参数： 锥角=3；内表面粗糙

25、度Ra=0.63。 图3 -2衬套小端直径D=d+(0.51)mm；半径R=R+(12)mm；材料T8A；主流道衬套具体尺寸如图4-2所示。定位圈也是标准件，外径为150mm，内径为35 mm. 由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。衬套小端直径是5mm。具体固定形式如图3-3所示：图3-3衬套的固定形式3.3.2 浇口的设计一般模具设计采用普通浇注系统，但本塑料制品表面质量要求比较高，则选用点浇口双分型面的三板模具。点浇口的尺寸设计如图3-4所示。 图3-4点浇口 点浇口浇注系统凝料，一般可采用人工机

26、械手取出，但生产效率低，劳动强度大，为适应自动化生产的需要，可利用定模推板拉断点浇口凝料机构，如图所示，在定模型腔板3内镶一推板5，开模时由定距分型机构保证定模型腔板3与定模底座4首先沿A-A而分型，拉料杆2将主流道凝料从浇口套中拉出，当开模到L距离十，限位钉1带动流道推板5使主流道凝料与拉料杆脱离，既实现B-B分型面，同时拉断点浇口，浇注系统凝料便自动脱离。 3.4 溢料 排气系统设计 模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，

27、选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气。7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出； 若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表面之间在

28、脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。本模具的排气孔设计在分型面上。3.5模具主要零件的结构设计 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

29、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。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。该塑件有需要配合的地方，所以对尺寸的要求比较高。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算11；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证

30、尺寸精度。本设计采用平均值法。3.5.1凹模工作尺寸的计算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸与塑件尺寸的关系如图5-1所示：1） 凹模径向尺寸的计算 大端面径向尺寸的计算: L=(1+S)L 凹模尺寸如下图所示。 图3-5凹模尺寸式中 L以最大端加工时凹模的径向尺寸； 塑件的公差值；塑件尺寸公差根据GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT3A级，由尺寸段决定值的大小； 制造公差，=； S塑件的平均收缩

31、率，S=0.006。小端面径向尺寸的计算： L=(1+S)L 式中 L以最小端加工时凹模的径向尺寸；2）凹模深度尺寸的计算： H=(1+ S)H 式中 H塑件的凹模侧高度尺寸，H=48 mm 。3.5.2 凸模工作尺寸的计算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1）凸模径向尺寸的计算： L =(1+ S) L+ 凸模尺寸如图5-2所示。 式中 L以小端加工时凸模的径向尺寸； L=(1+ S) L+ 式中 L以大端加工时凸模的径向尺寸

32、。 2）凸模高度尺寸的计算： 图3-6凸模尺寸H=(1+ S) H+ 式中 H凹模深度减去塑件壁厚型芯的理论高度。 3.5.3 前模仁的设计型腔壁厚和底版厚度计算在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。 根据大型模具按刚度条件设计，按强度校核；小型模具按强度条件设计，按刚

33、度校核原则：模具结构形式 如图图5-3所示：侧壁厚度计算公式： S1.15() 式中 C与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/L有关的系数；查表C=1； 模具结构形式型腔压力，取30MP； 型腔深度，=102；E模具材料的弹性模量（MP），E取2.110；刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04;底板厚度计算公式：0.56（） 由底板短边与长边边长之比决定的系数；查表=0.026；型腔压力，取30MP；底边长度(mm)，=120；E模具材料的弹性模量（MP），E取2.110； 图5-3刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04; 3.5.4成型零件的设计（1）模仁尺寸的确定因为采用的是整体

34、式凹模和整体式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到凸、凹模上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为400400 mm。 （2）凸、凹模尺寸的确定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要进行强度或刚度校核来确定。只要凹模长边的宽度满足12.85 mm就可以达到刚度要求，理论上只要取大于12.85 mm的值就满足设计要求，但考虑到导柱和导套、螺钉、冷却水孔等对模架强度、刚度的削弱作用，实际生产中都取比理论值大得多的值，在本设计中，在

35、长度方向，取模仁到模具边的单边宽度为40mm，在宽度方向，取模仁到模具边的单边宽度为40 mm（实际生产中宽度方向的边值一般比长度方向的边值大）。所以凸、凹模尺寸为400400 mm。（3）模具高度尺寸的确定各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意：凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若凸模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能确定，厚度满足26.8可满足要求，为了安全，取底板厚度为50 mm，。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的

36、力传递到工作台上，又型腔的深度为102mm,所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以。该计取凹模底板厚度为125 mm。 推板推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为132 mm，黏结在型芯上的尺寸约102mm左右，所以当推出距离为140 mm时就能使塑件和型芯分离。需要满足关系：Hh1h2h3h0 HC板高度；h1挡销高度；h2推板厚度；h3推杆固定板厚度； h推出距离； 完成了以上的工作，确定模具尺寸为450400 mm，型腔厚度125 mm，型芯板厚度50 mm。3.6导向与定位机构导向机构的作用是导向、定位以及承受

37、一定的侧向压力，其主要形式有导柱导向和锥面定位两种，这里我们采用导柱导向式，如图3-7所示。 图3-7在设计导柱和导套时还应注意以下几点：1）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。2）导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm。3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20#低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。4）导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件。6）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8,导

38、柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。 7）除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套。8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。3.7 选择脱模方式3.7.1脱模机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构，如图3-8。脱模机构的设计一般遵循以下原则：1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。 3）结构合理可靠，机械的运动准

39、确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，便于制造和维护。4）保证塑件不变形、不损坏， 保证塑件外观良好。本设计使用简单的推杆式脱模机构和成型零件的脱模机构，如图5-8所示。在弹簧的作用下，定模版带动以下机构与定模座板分开，此为第一次分型，便于脱凝料。当导套碰到定模版的下底面后定模做板就不动了，滑块在斜导柱的作用下向里滑，同时向下运动，在推杆的作用下，制件被顶出，此为脱模过程。图3-83.7.2脱模力计算当塑件收缩包紧型芯时，未脱模时，正压力（F正）就是对型芯的包紧力，此时的摩擦阻力即为: F阻=fF正然而，由于型芯有锥度，故在脱模力（F脱）的作用下，塑件对型芯的正压力降低了F脱sin，即变成了（

40、F正-F脱sin）5，所以此时的摩擦阻力为：F阻=f (F正-F脱sin)=fF正-fF脱sinF阻摩擦阻力（N）；f摩擦系数，一般取f=0.151.0;F正因塑件收缩对型芯产生的正压力（即包紧力）（N）;F脱脱模力（N）；脱模斜率，一般为12。根据受力图可列出平衡方程式Fx=0即：F脱+F正sin=F阻cos 3.8 侧抽芯机构的设计斜导柱抽芯机构是最常用的一种侧抽芯机构，它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点为保证在开模瞬间有一很小空程，使塑件在活动型芯未抽出之前从型腔内或型芯上获得松动，并使楔紧块先脱开滑块，以免干涉抽芯动作。如图38图示 图383.9.模架选用设计模具时，开始就要选定

41、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等因素。本套模具选用标图3-9模架图 图39准塑胶模架如图39所示，其规格如下：细水口系统的标准型，4540（即450 400 ），定模座板的厚度为32mm,凹模固定板的厚度为30mm,整体式凹模厚度为120mm,推件板厚度30mm,整体式凸模厚度为50mm,垫块高度为106mm,动模座板厚度为32mm，整个模具的厚度是400mm。模架的形状及尺寸见说明书的附页。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

42、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。4.注射机的选择4.1 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量：指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力：为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型

43、腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率：为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。5表4-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量，塑化能力应与注塑机

44、的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等，这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度：为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快再到停。(8)空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需的时

45、间。4.2初选注塑机由注射量选定注射机。由PRO/E建模分析得（材料密度取）:总体积V=94.66cm；总质量M=94.661.05=129.21g；流道凝料V=0.3V(流道凝料的体积)是个未知数，根据手册取0.3V(0.3M)来估算，塑件越小则比例可以取的越大。6实际注射量为:V=94.661.3=123.06 cm；实际注射质量为M=1.3M=129.211.3=167.98g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V V V= V/0.8 结合上面的计算，初步确定注塑机为表42所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000，主要技术参数如下。5表4-2 国

46、产注射机SZ-500/200技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360*260理论注射容积（cm）179移模行程(mm)280小螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压力(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110模具定位孔直径(mm)120塑化能力(g/s)10.5喷嘴球半径(mm)10螺杆转速(r/min)10150喷嘴口直径-锁模力(KN)10004.3 注射机的校核4.3.1 注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P能否满足塑件成型时所需要的注射压力P0,塑件成型时所需要的压力一般由塑料的流动性塑件的结构和壁厚以及浇注

47、系统类型等因素决定,其值一般为70150MPa。ABS所需的注射压力P0如表4-3所示。表4-3 ABS所需的注射压力P0塑料注射条件厚壁件中等厚壁件难流动的薄壁窄浇口件ABS80100100130130150Pp0,满足条件。4.3.2 锁模力的校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK AP 式中 F注塑机额定锁模力：1000KN； K安全系数，通常取1.11.2，取K=1.2；7 4.3.4安装部分相关尺寸的校核喷嘴尺寸：注射机的喷嘴与模具的浇套关系如图4-1所示。主流道的始端球面半径R应比注射机喷嘴头球面半径R0大12mm；主流道小端直径d应比喷嘴直

48、径d0 大0.51mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。图4-14.3.5 模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆 间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。4.3.6 模具厚度校核模具厚度必须满足下式：H H H 式中 H所设计的模具厚度 278 mm； H注塑机所允许的最小模具厚度170mm；H注塑机所允许的最大模具厚度360 mm；4.3.7 模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直

49、接固定时（大型模具常用这种方法），模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。该模具外形尺寸为450400属中小型模具9，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在500500内为中小模具）。4.3.8 开模行程校核所选注塑机为全液压式锁模机构，最大开模行程受模具厚度影响。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 式中 S注塑机移模行程280 mm；H推出距离31 mm；H流道凝料与塑件高度100 mm。 5.塑件的总装图 参

50、考文献1邱建新、李发根等模具工业发展趋势综述CAD/CAM与制造业信息化.3 汪克飞, 杜济美, 程德华. 我国紧固件行业模具生产现状J . 模具技术, 1992.4林清安Pro/Engineer 中文野火版2.0教程 塑料模具设计.清华大学出版社,2005.5 叶久新 、王群主编塑料制品成型及模具设计湖南科学技术出版社2005年8月.6 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册. 机械工业出版社，19947 唐志玉. 模具设计师指南. 国防工业出版社，19998 贾润礼，程志远. 实用注塑模设计手册. 中国轻工业出版社，20009 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 机械工业出版社，199610 黄毅宏. 模具制造工艺. 机械工业出版社，199911 冯炳尧，韩泰荣，蒋文生. 模具设计与制造简明手册. 上海科学技术出版社，1998 12 彭建声. 简明模具工实用技术手册. 机械工业出版社，1993共29页第21页