中性笔笔身毕业设计说明书

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1、摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，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。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件PRO/ENGNEER的PROGRAM模块，对导柱和导套进行了参数化设计。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；通过对PROGRAM的

2、学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面。目 录摘 要1目 录21.绪 论32.塑件分析52.1塑件工艺性分析52.2 塑件材料分析73.塑件的成型过程84.注射机的选择94.1注塑机概况94.2注塑机的分类104.3注塑机的选择104.4注射机的校核124.4.1容量校核124.4.2合模力校核134.4.3模具厚度的校核134.4.4开模行程校核135. 模具结构设计145.1 分型面的确定145.1.1分型面的形式145.1.2分型面的选择原则145.1.3本设计分型面的选择145.2 成型零件的尺寸计算155.3浇注系统的设计20

3、5.3.1主流道设计205.3.2分流道设计225.3.3浇口设计225.4导向机构的设计225.4.1导向机构的作用225.4.2导柱的设计235.4.3导套的设计235.5 抽芯结构的设计245.6 推出结构的设计265.6.1推出机构的确定265.6.2拉料杆的结构设计275.7排气系统的设计275.8冷却系统的设计286.模具总体结构307.模具的试模安装32结束语33致谢35参考文献351.绪 论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

4、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，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

5、。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

6、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泛的应用。2.塑件分析2.1塑件工艺性分析结

7、构分析：从零件图上分析，此零件总体为中性笔笔身。如下图：图2-1 零件图尺寸精度：塑料有5、6、7三种精度等级，我们取外表面为7级精度。塑料制品的表面光洁度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点外，主要由模具光洁度决定。一般模具表面光洁度要比塑料制品高一级。因此制件外表面取Ra6.3m。塑件壁厚分析：塑件壁厚的设计与塑件原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足以下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等

8、具有足够的厚度 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表2-1为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。表2-1热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值塑料类型制件流程50mm的最小壁厚/mm一般制件的壁厚/mm大型制件的壁厚/mm聚丙烯（pp）0.852.45-2.752.4-3.2脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认

9、真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。3 当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于

10、凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30的脱模斜度。表面粗糙度分析：塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低12级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，

11、一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.20.4mm。2.2 塑件材料分析PP的材料名称是聚丙烯（百折胶）。百折胶质轻，可浮于水，它具有高的结晶度，高耐磨性，高温冲击性好，化学稳定性高，卫生性能好，无毒，耐热性高，可在100摄氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品，也可用于法兰，齿轮，接头，把手等工业元件。PP的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。收缩率：1.02.5% 熔融温度：230275 成型温度：1565度比重：0.902

12、0.906 成型压力：100130Mpa 流比长：100200结晶性：半结晶性 射速：高速注射 注塑模工艺条件：注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：PP的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。模具温度：模具温度50-90，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压

13、力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。流道和浇口：流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品

14、，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。3.塑件的成型过程注塑成型是把塑料原料（一般经过造粒、染色、添加剂等处理之后的颗粒）放入料间当中，经过加热溶化使之成为高粘度的流体-熔体用柱塞或螺杆作为加压工具，使得熔体通过喷嘴以较高的压力（约2085mpa），溶入模具的型腔中经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。1.塑化过程现代式的注射机基本上采取螺杆式的塑化设备，塑料原粒（称为物料）自从送料斗以定容方式送入料筒，通过料筒外的点加热装置和料筒内

15、的螺杆旋转所产生的摩擦热，使物理熔化达到一定的温度后即可注射，注射动作是由螺杆的推进来完成的。2.充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后，进入模具的型腔内，将型腔内的空气排出，并充满型腔，然后升到一定压力，使溶体的密度增加，充实型腔的每一个角落。充模过程是注射成型的最主要的过程，由于塑料溶体的流动是非牛顿流动，而且粘度很大，所以在压力损耗，粘度变化，多般汇流等现象左右塑件的质量，因此充模过程的关键问题-浇注系统的设计就成为注射模具设计过程的重点，现代的设计方法已经运用了计算机辅助设计以解决浇注系统设计中疑难问题。3.冷却凝固过程热塑性塑料的注射成型过程是热交换过程，即： 塑化注射充模固化成型 加热

16、理论上绝热散热热交换效果的好坏决定了塑件的质量，模具设计时，散热交换也要充分考虑，在现代设计方法中也采用了计算机辅助设计来解决问题。4.脱模过程塑件在型腔内固化后，必须采取机械的方式把它从型腔内取出，这个动作由脱模机构来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量影响很大，但塑件的几何形状是千变万化的，必须采用最有效和最好的脱模方式。因此，脱模机构的设计也是注射模具设计的一个主要环节，由于标准化的推广，许多标准化的脱模机构零部件也有商品供应。由1至4形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件4.注射机的选择4.1注塑机概况注射成型机（简称注射机或注塑机）是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种

17、形状的塑料制品的主要成型设备。图3-3 注塑机注射成型是通过注塑机和模具来实现的。4.2注塑机的分类注塑机的类型有:立式、卧式、全电式，但是无论那种注塑机，其基本功能有两个：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。4.3注塑机的选择1）注射量的计算塑件体积为：V塑7.3cm3 2) 浇注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能去定准确的数值，但是可根据经验按照塑件体积的0.2倍到1倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.6倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积

18、之和）为 ： V总=1.6n V塑=1.627.3=23.363) 选择注射机根据以上的计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑料的总体积为23.36，由参考文献V公= V总/0.8=23.36/0.8=29.2。一般而言，从事注塑行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。但是在某些状况下，客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑机，甚至客户可能只有产品的样品或构想，然后询问厂商的机器是否能生产，或是哪一种机型比较适合。此外，某些特殊产品可能需要搭配特殊装置如蓄压器、闭回路、射出压缩等，才能更有效率地生产。由此可见，如何决定合适的注塑机来生产，是一个极为重要的问题。通

19、常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，通过以上各种因素和考虑到经济效益的问题我选取了XS-ZY125型注射机。XS-ZY125型注射机，主要参数如下表：表3-1 SZ-100/60型注射机参数项目XS-ZY125结构形式卧理论注射容量/cm3125螺杆（柱塞）直径/mm42注射压力/Mpa119锁模力/KN900拉杆内间距/mm260290移模行程/mm260最大模具厚度/mm400最小模具厚度/mm200喷嘴球半径/mm14喷嘴口孔径/mm34.4注射机的校核原则上试模必须在模具设计时选定的同型号规格的注射机上进行，以保证试模与模具最终应用的一致性。在实际生产中，如不能

20、满足上述要求，允许先用注射量稍大的注射机，但顶出方式和注射机类型必须一致，注射螺杆与注射机控制水平应尽可能接近。对于壁厚特别厚、特别薄、透明的注塑件，以及表观质量、重量、力学性能要求高的注塑件，应特别注意，试模用注射机与最终使用的注射机差别应尽可能小。4.4.1容量校核在一个注射周期内注塑模内所需要的塑料总容积应该是模具型腔总容积与模具浇注系统的容积之和，有以下计算公式：V=n1.6式中 n模腔数量；单个制品的体积；所需塑料体积。带入数值计算可得： V总=1.6n V塑=1.627.3=23.36而所选的注射机的理论注射容积为0.8V公V 所以经验算符合 4.4.2合模力校核为了保证产品的质量

21、需要对合模力进行校核。按以下公式进行校核： 式中 工艺要求合模力（kN）；注塑机最大合模力（kN）；n模腔个数； 模腔平均压力（Mpa），取60Mpa；A开模方向最大投影面积（m2），其中浇道投影面积取为塑件的0.2倍。A=14147.5=2065mm以上带入数据计算得：F1=2601.22065297.36KN 所选的注射机的锁模力为600kN，所以满足要求。4.4.3模具厚度的校核实际使用的模具厚度与注塑机所允许的安装最大模具厚度和最小模具厚度之间要满足以下条件：，在设计中模具的厚度Hm=320mm，而所选注射机所允许安装的最大模具厚度=400，最小模具厚度=200，所以完全符合要求。4.

22、4.4开模行程校核我们要计算其开模行程并进行校核，以确定注射机的选择是否合理。由于本设计采用的是侧浇口形式，故为单分型面注射模，故最大开模行程与模具厚度无关，开模距离按下式计算：S= H1+H2+510 其中H1=95mm，H2=6.3（H1H2为分型面的移动距离）故： s121.3mm Smax=260mm所以完全满足，即使开模行程有所扩大也是符合要求的。5. 模具结构设计5.1 分型面的确定5.1.1分型面的形式分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件等有关，常见的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面和平面、曲面分型面。5.1.2分型面的选择原则1、复合塑

23、件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具中取出，分型面应设在脱模方向最大的投影边缘部位；2、分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面；3、确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面；4、确保塑件质量；5、要你管尽量避免成型孔、侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块；6、满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面的，应加斜面锁紧；7、合理安排浇注系统特别是浇口位置，有利于开模；5.1.3本设计分型面的选择通过对塑件结构形式的分析，同时根据以上分型面的选择原则综合考虑，决定将分

24、型面选在塑件截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所示图 5-1分型面5.2 成型零件的尺寸计算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，塑料熔体的高温、料流的冲刷、脱模时与塑件间还会发生摩擦。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。任何塑料制品都有一定的尺寸要求，在使用或安装中有配合要求的塑料制品，其尺寸精度常要求较高。在设计模具时，必须根据制品的尺寸和精度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级。影响塑料制

25、品精度的因素较为复杂，主要有以下几方面：首先与成型零件制造公差有关，显然成型零件的精度愈低，生产的制品尺寸或形状精度也愈低。其次是设计模具时，估计的塑料收缩率与实际收缩率的差异和生产制品时收缩率的波动值，成型收缩率包括设计选取的计算收缩率与实际收缩率的差异，以及生产制件时由于工艺条件波动，材料批号发生变化而造成制件收缩值的波动，前者造成塑料制品的系统误差，后者造成偶然误差，收缩率波动值s随制件尺寸增大而成正比的增加。制造误差z随制件尺寸成立方根关系增大，型腔使用过程中的总磨损量c随制件尺寸增大而增加的速度也比较缓慢。生产大尺寸塑料制件时因收缩率波动对制件公差影响较大，若单靠提高模具制造精度来提

26、高塑件精度是很困难的和不经济的，而应着重稳定工艺条件，选用收缩率波动小的塑料。相反，生产小尺寸塑料制件时，影响塑件公差的主要因素则是模具成型零件的制造公差和成型零件表面的磨损值。此外型腔在使用过程中不断磨损，使得同一模具在新和旧的时候所生产的制品尺寸各不相同。模具可动成型零件配合间隙变化值，模具固定成型零件安装尺寸变化值，这些度将影响塑件的公差。由于影响因素甚多，而且十分复杂，因此塑料制品的精度往往较低，并总是低于成型零件的制造精度，塑料制件尺寸难以达到高精度。为了计算简便起见,规定凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸,即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸,公差为负。该塑件的材

27、料PP是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为1%2.5%,故平均收缩率为 1.75%。公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值-精度等级表,精度尺寸的选用2-3、5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度PP根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为3级精度选取。此产品采用3级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：型腔凹模

28、径向尺寸计算：（相关公式参见塑料制品成型及模具设计第79-80页）(1) 、型腔径向尺寸的计算：L+z =（1+Scp）LS-3/4+z L凹模径向尺寸（mm）LS塑件径向公称尺寸（mm）Scp塑料的平均收缩率（）塑件公差值（mm）z 凹模制造公差（mm）由：LS1=12.61mm Ls2=147.5mm 又查表知3级精度时塑件公差值 1= 0.12mm 2= 0.42 mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。由于： z= 1/4 得： z1=1/40.12=0.03 mm z2=1/

29、40.42=0.105 mm则： L1+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+1.75%）12.61-3/40.12+0.03 =12.740.03 mm L2+z=（1+Scp）LS-3/4+z =（1+1.75%）147.5-3/40.42+0.105=149.766+0.105 mm(二)、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+z =（1+Scp）LS-2/3+ zH凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由： HS2=6.31 mm 取3精度时 2=0.10 mm 由z=1/4得：z2=0.025 mm 则：H1+z =（1+Scp）LS-

30、2/3+z =（1+1.75%）6.31-2/30.1+0.025 =6.35+0.025 mm(1) 型芯径向尺寸的计算运用平均收缩率法：Lz =（1+Scp）LS+3/4 zL 型芯径向尺寸（mm）z 型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=12.61mm Ls2=147.5mm 又查表知3级精度时塑件公差值 1= 0.12mm 2= 0.42 mm实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。由于： z= 1/4 得： z1=1/40.12=0.03 mm z2=1/40.42=0

31、.105 mm则： L1+z=（1+Scp）LS+3/4+z =（1+1.75%）12.61+3/40.12+0.03 =12.920.03 mm L2+z=（1+Scp）LS+3/4+z =（1+1.75%）147.5+3/40.42+0.105=150.39+0.105 mm(2) 、型芯高度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法： H+z =（1+Scp）LS-2/3+ zH凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由：HS2=6.31 mm 取3级精度时2=0.10 mm 由z=1/4得： z2=0.025 mm 则：H1+z =（1+Scp）LS+2/3+z =

32、（1+1.75%）6.31+2/30.1+0.025 =6.487+0.025 mm5.3浇注系统的设计浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料穴、塑件。 5.3.1主流道设计a.主流道尺寸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。主流道小端尺寸为d=d1+(0.51）=3.54mmb.主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，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（俗称

33、浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套都是标准件，只需去买就行了。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种下图为前者，有托浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为14，所以浇口套的为R16。如图。 图5-3 浇口套外形尺寸图c.主流道衬套的固定因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为100mm,内径为70mm固定。如图为具体固定形式。 图5-3-1 定位环和浇口套的装配 5.3.2分流道设计 a.主分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间

34、这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。b.主分流道形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆形及矩形等，分流道的截面尺寸，应根据塑件的成型体积、壁厚、形状，所用塑料的工艺性能，注塑速率以及分流道的长度等因素来确定。对于壁厚小于3.2mm，重量在200g以下的塑件，可用下述经验公式确定分流道的直径（此时算出的分流道直径仅限于3.29.5m

35、m）：本次模具设计分流道采取平衡式流道截面为圆形半径为3mmc.分流道的布置形式采用平衡式 5.3.3浇口设计 浇口是连接分流道和型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），是塑料熔体进入型腔的入口。浇口的形状、数量、位置及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。因为该零件为圆柱杆类零件并且为一模两腔结构所以浇口选择为侧浇口，侧浇口应用广泛，生产效率高。综合考虑塑件的形状，该模具的分流道设在分型面上，采用圆形分流道D=3mm。侧浇口尺寸为t=0.5mm，b=1mm，h=1mm；5.4导向机构的设计 5.4.1导向机构

36、的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：a、定位作用 b、导向作用 c、承载作用 d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 5.4.2导柱的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用H7/k6级配合。因为此塑件结构复杂，所以采用台阶式导柱。在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦，但增加了成本，由于该模具要求不高，所以不再加油槽。故导柱采用不加油槽的阶梯式导柱根据国家标准选用直径为30mm长度为155mm的导柱,材料为T8A淬硬钢 图5

37、-4-2 导柱5.4.3导套的设计由于导柱已选定，且该模具较小，其导柱、导套配合之间模具结构较复杂，所以采用两个导套接连使用达到模具要求，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套为 I型带头导套，其直径为42mm，长度分别为70mm。如图所示： 图5-4-3 导套5.5 抽芯结构的设计当注射成型侧壁带有孔、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便衣脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况，常常称为侧向分型，对于成型侧孔或侧凹的情况，往往称为侧向抽芯，但是，在一般的设计中，侧向分

38、型与侧向抽芯常常混为一谈，不加分辩，统称为侧向分型抽芯，甚至只称侧向抽芯。 侧向分型与抽芯机构的分类 根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压(双动)或气动以及手动等三大类型。 A机动侧向分型与抽芯机构 机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件(如斜导柱)使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出，合模时又靠它使倒向成型零件夏位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率高，在生产中应用最为广泛。根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构，其中斜导

39、柱侧向分型与抽芯机构最为常用，下面将分别介绍。 B液压或气动侧向分型与抽芯机构 液压或气动侧向分型与抽芯机构是以液压力或压缩空气作为动力进行侧向分型与抽芯，同样亦靠液压力或压缩空气使侧向成型零件复位。 液压或气动侧问分型与抽芯机构多用于抽拔力大、抽芯距比较长的场合，例如大型管子塑件的抽芯等。这类分型与抽芯机构是靠液压缸或气缸的活塞来回运动进行的，抽芯的动作比较平稳，特别是有些注射机本身就带有抽芯液压缸，所以来用液压侧向分型与抽芯更为方便，但缺点是液压或气动装置成本较高。 C手动侧向分型与抽芯机构 手动侧向分型与抽芯机构是利用人力将模具侧向分型或把侧向型芯从成型塑件中抽出。这一类机构操作不方便、

40、工人劳动强度大、生产率低，但模具的结构简单、加工制造成本他因此常用于产品的试制、小批量生产或无法采用其他侧向分型与抽芯机构的场合。手动侧向分型与抽芯机构的形式很多，可根据不同塑料制件设计不同形式的手动侧向分型与抽芯机构。手动侧向分型与抽芯可分为两类，一类是模内手动分型抽芯，另一类是模外手动分型抽芯，而模外手动分型抽芯机构实质上是带有活动镶件的模具结构。此套模具抽芯机构采用液压抽芯机构，下面结合液压抽芯机构的优点具体论述：液压抽芯机构抽拔力大，抽拔距长，运动平稳，用液压缸抽拔塑件侧面滑动型芯的模具结构。现在小型液压缸已制成标准件。作为模具附件供应，采用这种方法抽拔侧面滑动型芯，可使模具结构相对简

41、化。此套模具选用液压抽芯机构与斜导柱抽芯机构结合，是利用液压抽芯机构与斜导柱抽芯机构互补。由于塑件几乎没有锥度,脱模斜度也很小，所以塑件与型芯的摩擦力很大，要用较大的抽拔力才能把型芯从塑件内部抽出，如果用斜导柱抽芯机构，会造成斜导柱过长,极易造成斜导柱的弯折，从而损坏模具。为防止此类情况发生, 此模具选用液压抽芯机构实现型芯的抽出。既考虑了斜导柱抽芯结构紧凑，动作灵活，经济等优点，也考虑了液压抽芯机构能解决实际问题。使此套模具更加经济，更加具有使用性，从而提高生产率，提高模具的寿命。5.6 推出结构的设计5.6.1推出机构的确定 本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推

42、块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式，利用顶针将塑件推出模外，另外采用回针弹簧做为回复机构。a. 顶杆直径的确定由于该塑件内部结构空间比较小，因此设置推出机构为推杆的时候 推杆需要作用在该塑件的凸台上 所以推杆的直径采取小一点的 ，直径D1=5mmb.顶杆直径的校核顶杆的受力状态可简化为“一端固定、一端铰支”的压杆稳定性力学模型，由欧拉公式： （4-6）式中 d为顶杆直径，mm；为安全系数，范围在1.41.8之间，此处取1.5；L为顶杆长度,L=148 mm；Q为脱模阻力，

43、N；n为顶杆根数，n=2 ；E为顶杆材料的弹性模量（MPa），该材料为8000 。由于d=5 mm，对推杆进行强度校核如下：=4Q/nd3 （4-7）式中 为顶杆所受的应力，MPa； 为顶杆材料的许用应力，MPa。由上式得出=345.563N/cm =8000N/cm，所以推杆满足强度要求，5.6.2拉料杆的结构设计浇口拉料杆的作用是使开模时顶杆在顶板的推动下将塑料制品推出，拉料杆也同时将浇道拉出模外。在此选用Z形拉料杆，由模具设计与制造简明手册查得Z形拉料杆的结构如图所示。拉料杆5.7排气系统的设计塑料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净

44、，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：（1） 利用配合间隙排气；（2） 在分型面上开设排气槽排气；（3） 利用排气守排气；（4） 强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 5.8冷却系统的设计注射模具的温度设计是否恰当，不仅影响塑件的质量，而且对生产效率、充模流动、固化定型都有重要影响。模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面：1、改善成形性 2、成形收缩率 3、塑件变形 4、尺寸稳定性 5、力学

45、性能 6、外观质量。当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时，增多型腔是不现实的。这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系。生产效率主要取决于冷却介质（一般是水）的热交换效果。因此缩短注射成形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为： Q=AT =8.2x4.45x10-2x40x6 =88J其中：是冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数；A冷却管道壁的传热面积；T模具与冷却介质温度之差值；冷却时间。（s）。由上述式子可得，当需传递热量不变时，可通过以下三条途径来缩短冷却时间。（1） 高传热系数。 =（v）0.8/d0.2

46、 =7.5x(1x2)0.8/100.2 =8.2是冷却介质，是冷却介质在该温度下的密度，d是冷却管道直么，v是冷却介质的流速。由上式得，只有提高冷却介质的流速，便可达到传热系数。（2） 高模具与冷却介质间的温差T T=Tw-T =60-20 =40式中Tw是模具温度。T是冷却介质的温度。一般模温是一定，为了提高温差T，有利于缩短冷却时间。从而提高生产率。（3） 增大冷却介质的传热面积A。 A=nx3.14dL =4x3.14x10x355 =44588mm2L模具上一根冷却水孔的长度。d 是冷却通道的直径。n 是模具开设冷却通道孔数。显然，应在模具上开尽可能多的冷却通道，以增大传热面积，缩短

47、冷却时间，达到提高生产生产效率。冷却时间的计算：影响冷却时间的因素有如下：1、模具材料 2、冷却介质温度和及流动状态 3、模塑材料 4、塑件壁厚 5、冷却回路的设计 6、模具温度。冷却时间指塑料熔体从充满型腔时起到可以取出塑件时止这一段时间。本副模具采用塑件截面内平均温度达到规定的脱模温度时，所需冷却时间的简化计算公式： =t2/(3.142k)In8(Tm-Tw)/3.142(Ts-Tw) =12/3.1422.710-7In8(200-60)/3.142(80-60) =4s其中：式中是塑件所需冷却时间；t 是塑件的厚度t=1mm；k 是塑件的热扩散率；k=2.7x10-7m2/s。Tm是

48、塑料熔体温度；Ts塑件脱时的截面内平均温度；Tw是模具温度,ABS料时模具温度为60。冷却水的进出口温差由下式校核： t1-t2=Gxi/9003.14x102Cv冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则：（1）冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大；（2） 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在015mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm。（3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑

49、料熔接的地方，以免影响塑件的强度。（5）水管接头应设在不影响操作的一侧该注塑模的冷却系统设计为环绕型运水，具体分布方式见总装图。图5-8运水系统 6.模具总体结构模具整体设计也就是模体的设计，随着现代工业的发展，模体设计已接近标准化，可以从市场上购买相应的模体。标准模体一般包括定模板、动模板、垫块、顶出固定板、顶板、导柱、导套、复位杆等。标准模架有12种结构，15876种规格。在本次设计中，浇口套、导柱、导套、顶杆、水嘴都采用标准件，可以外购。总装图各视图如图所示图 6 装配图7.模具的试模安装1.试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出

50、形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。2. 模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸

51、相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。3 试模将模具安装在注射机上，选用

52、合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。4. 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。结束语我选择了中性笔笔身这一课题来作为我的毕业设计这是对我的三年知识能力

53、考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。通过本次设计我学到的不仅仅是对中性笔笔身的设计这单一方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学四年所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。特别感谢我的导师给我的悉心指导，还有其他老师给我在设计方面给予的帮助。我觉得通过这次设计，让我了解了设计的整个流程，在设计过程中发现了自己的不足和不少的漏洞让我自己能够在以后加以改正在今后的工作中能够更好的发挥在大学三年中的知识

54、，在我能够在以后的分工作中做的更好。通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 第一，接到任务以后进行选题。选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。因此，选题时一定要考虑好了。 第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆、书店

55、、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 第四，有了研究方向，就应该动手实现了。其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。一步步地做下去之后，你会发现要做出来并不难。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 致谢在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设

56、计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富参考文献1曹丽平 塑料模具设计步骤与实例精解M，赵祝和编著 机械工业出版社2塑料注塑模具经典结构180例M 李勇编著 机械工业出版社 3注塑模具设计实例详解M 何文, 朱淑君编著 辽宁科学技术出版社 4Pro/ENGINEER Wildfire 5.0应用实践M 韩先征, 赵水, 王海琴等编著 化学工业出版社 5完全精通Pro/ENGINEER野火5.0中文版零件设计基础入门M 林清安编著 电子工业出版社6卢秉恒.机械制造技术基础M 北京：机械工业出版社,20087吴光明. 塑料模具设计与数控加工技术M. 北京：化学工业出版社,20094