基于UG的烟灰缸注射模设计

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1、 2013届毕业设计（论文） 毕业设计报告（论文）(2013届)题 目： 基于UG的烟灰缸注塑模设计 所 属 系： 机械工程技术系 班 级： 模具1011 学 生 姓 名： 李可 学 号： 2010554122 指 导 教 师： 李锐 摘 要塑料成型是塑料加工中最普遍的方法，作为塑料成型加工的工具之一的塑料注塑模具，在质量，精度，制造周期，以及注塑过程中的生产效率等方面影响着产品的质量，产量，成本。产品的更新换代对模具设计水平有了更高的要求。烟灰缸的使用越来越广泛，也对其质量和外观要求越来越高。本次设计课题是烟灰缸注射模具设计，论文绪论部分对注射模具作了大概的介绍，正文中介绍了烟灰缸的工艺特点

2、，重点在烟灰缸注射模结构的设计，对塑件的尺寸公差和精度以及塑件质量等的计算，并利用UG进行实体建模，以及AUTOCAD二维设计，从而有效的提高了设计的效率。关键词：塑料加工 注射模具 烟灰缸 AbstractPlastic molding is the most common plastics processing methods, as one of the tools plastic molding plastic injection mold, in terms of quality, accuracy, manufacturing cycle, and the injection mo

3、lding process in terms of impact on production efficiency, product quality, production, cost . Upgrading of products have higher levels of mold design requirements. More widespread use of ashtrays, but also their quality and appearance of the increasingly high demand. This design issue is the ashtra

4、y injection mold design, injection mold on the paper made some introduction about the introduction, the text describes the process features an ashtray, ashtray focus on the structure of injection mold design, plastic parts dimensional tolerance and Accuracy and quality of the calculation of plastic

5、parts, and using UG for solid modeling, and AUTOCAD 2D design, which effectively improve the design efficiency.Keywords: plastic processing, injection mold, ashtray 目 录第1章 材料选择31.1丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物ABS31.2聚苯乙烯PS31.3聚乙烯PE31.4聚丙烯PP31.5聚氯乙烯PVC41.6聚碳酸酯PC4第2章 塑件结构的设计52.1塑件工艺性分析52.2尺寸和精度52.3表面光洁度52.4脱模斜度62.5圆

6、角6第3章 注塑模总体结构设计73.1注塑机的选择73.1.1注塑机的分类73.1.2计算浇注系统所需用料83.1.3初步选择注塑机的型号83.1.4注塑机的主要工艺参数的校核8第4章 浇注系统设计114.1浇注系统114.1.1浇注系统的设计原则114.2流道设计114.2.1主流道设计114.2.2冷料井和钩料脱模装置的设计124.2.3浇口设计124.2.4浇口套设计14第5章 注射模零部件的设计165.1分型面的选择165.1.1分型面的选择原则165.1.2排气槽设计165.2成型零件设计165.2.1型腔结构设计165.2.2型芯的结构设计165.2.3导向机构的设计175.2.4

7、复位机构的设计18第6章 推出机构196.1脱模系统196.1.1脱模系统的分类196.1.2机动脱模196.1.3脱模机构的设计原则206.1.4脱模机构的选择206.1.5推杆固定方式216.2侧向分型机构设计236.2.1机构分类236.2.2机构类型的选择23第7章 模温调节与冷却系统设计257.1模具温度257.2塑料注射模温度调节257.3冷却回路设计267.4冷却水孔的开设原则267.5冷却时间计算26第8章 主要尺寸计算288.1成型零件的工作尺寸计算288.2圆形盲孔型腔壁厚计算29结 论31参考文献32致 谢3334绪 论模具是指工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成

8、型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。模具是工业产品生产用的重要工艺装备，在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础，许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业，根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械，制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成，因此，模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。模具工业发展的关键是模具技术的进步1。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展

9、的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 从起步到现在，我国模具工业经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，与国外的差距正在进一步缩小。纵观我国的模具工业，既存在着高速迅猛发展的良好势头，又存在着精度低、结构欠合理、寿命短等一系列不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成

10、功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进、提高和改善。模具未来发展方向主要包括以下的几个方面：1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5、提高

11、塑料模标准化水平和标准件的使用率。6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。毕业设计的目的及意义：毕业设计是工科院校本科生培养计划的最后的重要环节，是工程师基本训练必不可少的一环，以此来培养学生综合运用所学理论知识的技能，解决与分析实际问题，促使学生向工程师过渡，其具体目的为：培养学生综合运用所学知识，收集与研究有关参考文献和现场资料，经验，分析与解决主要问题及工程技术实际问题的能力。巩固与深化，扩大专业知识和基本理论知识，对设计中要解决的主要问题，在独立进行分析，研究的基础上，提出自己的见解，并完成所规定的设计任务

12、。通过毕业设计的锻炼，使学生树立一个正确的设计与实验研究的思想方法，培养良好的科学态度与工作作风。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，成为模具制造强国。中国

13、塑料模具工业从起步到现在，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寸（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。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。第1章 塑件材料选择人类自20世纪20年代发明第一种塑料后，至今不到100年，但塑料的发展已经取得了飞速的进步，据不

14、完全统计，目前正在使用的塑料制品有几十万种。下面介绍下一些常用的塑料品种及其性能。1.1丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物ABS ABS材料具有优越的综合性能：ABS制品强度高、刚性好，硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好。耐酸、碱、盐，耐油，耐水。具有一定的化学稳定性和良好的介电性能。不易燃。具有优良的成型加工性，尺寸稳定性好，着色性能、电镀性能好（是所有塑料中电镀性最好的）。缺点是不耐有机溶剂，耐气候性差，在紫外线下易老化。ABS的应用很广，在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、水箱外壳、蓄电池槽等；ABS还可以用来制造水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用

15、品、玩具、电子琴、电话机壳体、收音机壳体、打字机键盘等。1.2聚苯乙烯PS PS的流动性极好，成型加工容易。易着色，装饰性能好。但它的缺点是质地硬而脆，塑件由于内应力而容易开裂。它的耐热性低，只能在不高的温度下使用，易老化。PS在工业上可做仪表外壳，灯罩，化学仪器零件，透明模型，产品包装等；在电气方面用作良好的绝缘材料，接线盒，电池盖，光源散色器，绝缘薄膜，透明容器等；在日用品方面广泛用于包装材料，各种容器，玩具及餐具、托盘等等。1.3聚乙烯PE PE按聚合时所给的压力不同，可分为LDPE和HDPE。LDPE耐冲击、耐低温性极好，但耐热性及硬度都低。日常用品中用于制作薄膜，软管，塑料瓶，碗，箱

16、柜，管道连接器，电气工业中用于绝缘零件和包覆电缆等。HDPE具有较高的机械强度，高密度，拉伸强度，高温扭曲温度，黏性以及化学稳定性等特点。主要用于电冰箱容器、存储容器、家具厨具、密封盖等。另外还可以用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。1.4聚丙烯PP PP料流动性好，成型性能好，适合遍平大型胶件。PP料是通用塑料中耐热性最好的，其热变形温度为80100,能在沸水中煮。聚丙烯具有突出的延伸性和抗疲劳性能，屈服强度高，有很高的疲劳寿命。聚丙烯料缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐侯性差，具有后收缩现象，脱模后易老化、变脆、易变形。低温下表现脆性，对缺口敏感。主要用于汽车工业

17、：挡泥板、通风管、风扇等。工业器械：干燥机通风管、洗衣机框架及机盖等。日常消费品：草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等。1.5聚氯乙烯PVCPVC材料具有不易燃性、高强度、耐气候变化性以及优良的几何稳定性。PVC流动稳定性相当差，其工艺范围很窄。PVC是热敏性塑料，受热会分解出一种对人体有毒，对模具有腐蚀性的气体。主要用于供水管道，家用管道，房屋墙板等。1.6聚碳酸酯PCPC机械强度高，耐冲击性是塑料之冠，弹性模量高，受温度影响小，抗蠕变性突出；耐热性好，耐气候性好。但对水分极敏感，易产生应力开裂现象；不耐碱、酮等有机溶剂。流动性差，注塑过程困难。耐磨性不好，对缺口敏感，而应力开裂性差。PC在电气

18、和商业设备上主要用于计算机元件、连接器等；器具上用于食品加工机、电冰箱抽屉等；交通运输行业方面用于车辆前后灯、仪表板等。本设计是烟灰缸注射模具，综合考虑以上各种塑料的特性，选择ABS材料。图1-1Abs材质的烟灰缸第2章 塑件结构设计2.1塑件工艺性分析（1）塑料选用：ABS 线胀系数：6.09.3 2.93.6 （10）。 成形收缩率：0.40.9 0.10.2 （）。（2）脱模斜度：40130。（3）ABS成形条件与壁厚如表2-1 表2-1 ABS成形条件与壁厚品名注射温度 注射压力 MPa模具温度 壁厚 mmABS2002608020040601.54.5（4）圆角和沟槽：为减小塑件上转

19、角部分的应力集中，采用圆角。当圆角半径超过塑件壁厚（R/t1）时，应力集中系数基本上不再减小，因此塑件内表面转折处圆角取壁厚的0.60.7倍为宜，外部圆角取1.61.7倍。（5）尺寸精度： - 塑件成型误差 - 模具成型部件的制造公差 - 模具成型部件的表面磨损 - 由于塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差- 模具组装和配合间隙误差 精度等级：ABS塑料建议选用五级精度。2.2尺寸和精度塑件的流动性影响制件尺寸的设计，注射成型制件尺寸要受注射机的注射量，锁模力的限制。影响模塑精度的因素十分复杂。首先是模具制造的精度，其次是塑料收缩率的波动，同时由于磨损等原因造成模具尺寸不断变化，都会使模制尺寸不

20、稳定。模制时工艺条件的变化，正边厚度的变化以及模制所需脱模斜度都会影响塑料制品的精度，因此塑料制件的精度确定应合理，尽可能选用低精度等级。综合考虑本产品采用一般精度即7级精度。2.3表面粗糙度塑件制品的表面粗糙度，除了从工艺上尽可能避免冷疤，云纹等疵点外，主要是由模具粗糙度决定，一般模具表面粗糙度要比塑件的高一等级。本塑件取Ra=6.3um。2.4脱模斜度脱模斜度大小受塑件径向尺寸的限制，又影响着脱模阻力，斜度大，脱模阻力小，有利于脱模，选择脱模斜度时还应考虑塑料材料的性质，塑件摩擦系数大，则宜采用较小斜度，便于脱模时不至于过大脱模阻力。塑件的收缩率大，收缩产生的包紧力大，也宜采取较大斜度。脱

21、模过程，塑件一般是受到压缩载荷，因此抗压强度大的塑件，可承受较大压缩载荷，可以取较小的脱模斜度。塑件的几何形状和尺寸对脱模斜度选取也有影响，壁较厚和几何形状复杂的塑件，收缩率较大或各部分收缩差别大，一般的说有较大脱模阻力，宜采取较大斜度，塑件高度对脱模斜度选取有相互矛盾的影响，对具体塑件上斜度数值取应综合考虑各种因素后确定。ABS的塑件要求所以取外侧斜度为45，内侧斜度为45。2.5圆角塑件除了使用上要求采用尖角处以外，其余所有转角处均应尽可能采用圆角过渡，因制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击震动时会发生破裂，甚至在脱模过程中由于模塑内应力而开裂，特别是制件的内圆角，一般即使采用R=0.

22、5mm的圆角，就能使塑件的强度大为增强，理想的内圆角，半径应有壁厚的1/4以上。塑件设计成圆角，使模具型腔对应部位亦成圆角，这样增强了模具的坚固性，塑件的外圆对应着型腔的内圆角，它使模具在淬火和使用时不会因应力集中而开裂。综上所述，利用UG设计的烟灰缸塑件如图2-1所示。图2-1 塑件的UG模型 第3章 注塑模总体结构设计3.1注塑机的选择 每副模具都只能安装在与其相适应的注射机上进行生产，因此模具设计与所用的注塑机关系十分密切，在设计模具时，应详细了解注塑机的技术规范。注塑机的最大注射量，最大注射压力，最大锁模力，最大成型面积，模具最大厚度，和最小厚度，最大开模行程，以及机床模板，安装模具的

23、螺钉孔的位置和尺寸。3.1.1注塑机的分类（1）按外形可分为卧式注射机、立式注射机和直角式注射机。卧式注射机卧式注射机是最普遍，最主要的注塑机形式。卧式注射机在结构及操作方面有下列特点：适合高速化生产，生产效率高；模具装拆及调整容易；塑料制品推出后可自行下落，易于取出，适合自动化生产；机械重心低，稳定，原料供应及操作维修方便；缺点是占地面积大。立式注射机立式注射机与合模系统的轴线重合，并与机器安装底面垂直。优点是占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯简便可靠。缺点是重心高，不稳定，加料较困难，推出的塑料制品需要人工取出，不易实现自动化生产。直角式注射机直角式注射机的注射系统与合模系统的轴

24、线为相互垂直。直角式注射机结构简单，可利用开模是丝杠转动对有螺纹的塑料制品实行自动脱卸。缺点是加料困难，嵌件，活动型芯安装不便。机械传动无法准确可靠的注射和保持压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。适于生产形状不对称及使用侧浇口的模具。（2）按塑化方式可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。柱塞式注射机柱塞式注射机不宜用于加工流动性差、热敏性强的塑料制品。立式注射机与直角式注射机为柱塞式。螺杆式注塑机螺杆式注塑机，螺杆可作旋转运动，亦可作往复运动。进入料筒的塑料，一方面在料筒的传热及螺杆与塑料之间的剪切摩擦发热的加热下逐步熔融塑化；另一方面被螺杆不断推向料筒前端。当靠近喷嘴处的熔体达到一次注射量时，螺

25、杆停止转动，并在液压系统驱动下向前推动，将熔体注入模具型腔中去。卧式注塑机结构多为螺杆式。综合考虑卧式注射机的优点，本设计的注射机选用卧式螺杆式注射机。3.1.2计算浇注系统所需用料(1) 估计塑件的体积和重量。初步估算体积为：V=43809.16mm43.81cm初步估算质量：M=V1. 02= 44.69g取ABS的密度为1. 02g/cm。(2) 估算浇注系统所消耗的塑料体积和重量。主浇道小端直径取5mm，锥角为3约50mm计算得到浇注系统的体积约为V=1.6cm质量：M=1.61.02=1.63 g塑件和浇注系统所消耗的塑料总量为： G=44.69+1.63=46.32 g3.1.3初

26、步选择注塑机的型号设计采用一模一腔，根据以上计算可以初步选择注塑机型号为：XSZY60。该注塑机技术参数如表3-1：表3-1 XS-ZY-60技术参数结构形式卧式注射方式螺杆式最大注射量容量（mm）60螺杆直径(mm)注射压力(MPa)112喷嘴孔径D(mm)4锁模力(KN)500喷嘴半径(mm)12最大注射面积（cm）130模板行程(mm)180最大模具厚度H（mm）200最小模具厚度H（mm）70定位孔直径(mm)中心孔径(mm)3.1.4注塑机的主要工艺参数的校核（1）国产标准的注射机均用塑料的容量表示一次注射量。因ABS塑料比重是0.98近似1，因此以ABS为基准来确定注射机的额定注射

27、量。但是目前由于过去的习惯，对注射机的注射量也还是采用克量来表示。所以选择注射机的注射量时可以用公式3-1或公式3-2计算。以容量计算时： 0.8 （3-1）式中： 注射机最大注射量（cm）成型塑件及浇注系统所需塑料的容量 （cm）0.8为系数，一般要求成型塑件的容量不得超过注射机容量的80%以克计量时： 0.8C （3-2）式中： C注射机最大注射克量（g） G成型塑件及浇注系统所需塑料的克量，G=V（g） R成型塑料的比重（g/ cm） 0.8为系数，一般要求成型塑件的容量不得超过注射机容量的80%/因此0.86046.32满足要求 (2)锁模力的校核：当高压的塑料熔体充满模具型腔时会产生

28、一个沿注射机轴向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和(即注射面积)乘以型腔内的塑料压力，此力可使模具分型面涨开。为了保持动、定模闭合紧密，保证塑件的尺寸精度并尽量减少溢边厚度，同时也为了保障操作人员的人身安全，需要机床提供足够大的锁模力。注塑机的锁模机构应该提供足够的锁模力，使动、定模两部分在注射过程中保持紧密闭合。每台注塑机都有一个额定的锁模力，所设计的模具在注射冲模时，分型面张开的总力不能超过这个额定的值，根据以下公式：胀型力=制品投影面积A型腔压强P锁模力F胀型力80% 烟灰缸的模型建好后，利用UG软件测得制品投影面积：A=6940.21mm0.00

29、7查表得ABS型腔压强:P=40Mpa锁模力：F=0.007400.8N=350KN小于额定锁模力500 KN，满足要求。（3）模具外形与注塑机拉杆间距校核。注射模向注射机上安装固定时，应该顺利通过注射机拉杆间的空间。本设计模具最大宽度为240 mm，其小于注射机拉杆间距300 mm，所以满足要求。（4）对注塑机有关安装尺寸的校核。设计的注塑模不仅必须在注塑机的上述主要工艺参数限定的范围内，还必须能顺利的安装到注塑机上，因此必须满足注塑机的有关安装尺寸，包括如下几项，对其校核。模具定位圈与注塑机定位孔配合。每一台注塑机的固定模板上都有一个起定位作用的基准孔，能使模具安装到注塑机上后其主流道中心

30、线与注塑机喷嘴中心线同轴，模具上的定位圈应该与这一定位孔成间隙配合。这里定位圈直径为100 mm。喷嘴尺寸的校核。注射机的喷嘴头部的球面半径要也模具主流道始端的球面半径吻合，以免高压熔体从缝隙处益处，一般球面半径要比喷嘴头半径大12mm，否则主流道内的塑料凝料无法脱出，本设计喷嘴头半径为12mm，喷嘴头部的球面半径为14mm，满足要求。开模行程和顶出机构的校核。注射机的开模行程是有限制的塑料件从模具中取出时所需的开模距离，其必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出，开模距离一般分为如下两种情形：一是当注射机采用液压，机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大冲程决定，

31、并不受模具厚度的影响，即注射机，二是当注射机采用全液压时，最大开模行程等于机床移动模板和固定模板之间的最大开距减去模具厚度，即注射机的最大开模行程与模具厚度有关，本设计是属于单分型面注射模开模，其开模行程如图3-1示。本设计的模具所需开模距离为：S=H1+H2+510=111+142+7=260 mm模具装固尺寸本模具为小型模具与注射机采用压板固定，采用这种固定时，只须在模具动，定模座板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。固定如图3-1所示。其开模行程如图3-1示：图3-1 单分型面注射模开模行程校核第4章 浇注系统设计4.1浇注系统所谓浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道。

32、浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。普通浇注系统由主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分组成。浇注系统的作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利地充模，压实和保压。模具的进料方式、浇口的形式和数量，往往决定了模架的规格型号。浇注系统的设计是否合理，将直接影响成型品的外观。内部质量、尺寸精度和程序周期，故其重要性不言而喻。4.1.1浇注系统的设计原则 （1）保证制品外观质量 任何浇口都会在制品表面留下痕迹，从而影响其表面质量。为不影响产品外观，应尽量将浇口设置于制品的隐蔽部位。若无法做到，则应使浇口容易切除，切除后在制品上留下的痕迹很小。（2）保证制品的内部质量浇口的形式和数量

33、要选择合理，保证塑料熔体迅速填充型腔，减少压力与热量损失，使制品内部组织细密。浇注系统设计时应防止制品出现填充不足、缩痕、飞边、熔接痕位置不理想、残余应力、翘曲变形、收缩不匀、蛇纹、抽丝、树脂降解等缺陷。浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满整个型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出，避免制品内形成气泡。浇注系统应能收集温度较低的冷料，防止其进入型腔，影响制品质量。尽可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填个型腔，使个腔收缩率均匀一致，提高塑件的尺寸精度，保证其装配的互换性（3）阻力最小 流道设计要尽量短，并尽量减少弯折，流道截面积要尽量合理，宜小不宜大。4.2流道设计4.2.1主流道设计主流道

34、是指紧接注塑机喷嘴到分流道为止的那一段锥形流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。其直径的大小与塑料流速及充模时间的长短有密切关系。直径太大时，则造成回收冷料过多，冷却时间增长，而流道空气过多也易造成气泡和组织松散，极易产生涡流和冷却不足，另外，直径太大时，熔体的热量损失会增大，流动性降低，注射压力损失增大，造成成型困难；直径太小时，则增加熔体的流动阻力，同样不利于成型。主流道设计原则如下：（1）主流道的长度越短越好。主流道越短，模具排气负担越轻，流道料越少，缩短了成型周期，减少了熔体的能量损失。（2）为了便于脱模，主流道在设计上大多采用圆锥形。（3）主流道尺寸要满足装配要求。如图7-2（4）主流

35、道应设计在浇口套内。（5）主流道应尽量和模具中心重合。在卧式或立式注射机用的模具中，主流道垂直于分型面，通常作在淬硬浇口套内，为了使塑料凝料能从流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有=24的锥角本设计取3，内壁表面粗糙度一般为Ra=0.8m以下的表面粗糙度，小端直径应大于喷嘴直径约0.51mm，本设计注射机的喷嘴直径为4mm，所以本设计的主流道小端直径为5mm凹坑半径R也应比喷嘴头半径大12mm。本设计注射机喷嘴头半径是R12mm，所以本设计凹坑半径取R15mm。内壁表面粗糙度为Ra=0.63m以便凝料顺利拔出。浇口套大端高出定模端面H=510mm，起定位作用，与注射机定模板的定位孔呈间

36、隙配合。为了拆卸更换方便，模具的定位圈常与浇口套分开设计。4.2.2冷料井和钩料脱模装置的设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响整个质量，开模时又能将主流道中的冷凝料拉出。冷料井直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。推板式钩料装置有冷料穴、钩料杆组成。钩料杆固定在型芯固定板上，不与顶出系统联动。它的结构形式如图4-1所示。图4-1钩料杆形式4.2.3浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的最后部分，其作用是防止倒流，升高熔体温度，调节及控制进料量和进料速度，提高成型质量。浇口的作用：1

37、 使熔融塑料以最快的速度进入并充满型腔，并在保压过程中进行补料以弥补由于塑件收缩而留出的空间。2 塑件注射成后，由于浇口的截面积很小，所以它的冷却速度大于塑件的冷却速度，并能迅速地冷却封闭，防止热料回流。3成型并被顶出的塑件，较容易与浇注系统分离。浇口的类型：浇口形式很多，包括侧浇口、潜伏式浇口、点浇口、直接浇口、扇形浇口、薄片浇口、爪形浇口、环形浇口、伞形浇口及二次浇口等。（1）侧浇口侧浇口是指熔体从侧面进入模具型腔，是浇口中最简单又最常用的浇口。侧浇口的优点：浇口与成形品分离容易；侧浇口的分流道较短；加工容易，修正容易。缺点：位置受到一定的限制，浇口到型腔局部距离有时较长，压力损失大；流动

38、性不佳的塑料容易造成充填不足或半途固化；平板状或面积大的成型品，由于浇口狭小易造成气泡或流痕的不良现象去除浇口麻烦，且易留下明显痕迹。（2）潜伏式浇口潜伏式浇口形状为圆锥形，是点浇口的变异。潜伏式浇口的优点：进料位置灵活，且制品分型面处不会留下有进料口痕迹；制品经冷却固化后，从模具中被顶出来时，浇口会自动被切断，无须后处理；由于潜伏式浇口可开设在制品表面见不到的加强筋、柱子上，所以在成型时，不会在制品表面留有由于喷射带来的喷痕和气纹等问题；有点浇口的优点，又有侧浇口的简单；既可以潜凹模，又可以潜凸模。缺点：压力损失大；适合弹性好的塑料。（3）点浇口点浇口常用于三板模的浇注系统，熔体可由型腔任何

39、位置一点或多点进入型腔。点浇口的优点：位置有较大自由度，方便多点进料；浇口可自行脱落；浇口附近残余应力小。缺点：注射压力损失较大，流道凝料多；相对于侧浇口模，点浇口模具结构复杂，制造成本大。（4）护耳式浇口为消除制品表面留下明显喷痕和气纹，可采用护耳式浇口。护耳式浇口的优点：浇口附近的收缩下陷可消除；可排除过剩充填所致的应变及流痕的发生；可消除制品浇口附近的应力集中；浇口部产生摩擦热可再次提升塑料温度。缺点：压力损失大，切口消除困难。（5）直接浇口直接浇口直接由主流道进入模腔。它只有主流道而无分流道及浇口，或者说主流道就是浇口。它适用于单型腔制品。直接浇口的优点：无分流道及浇口，节省流道加工；

40、无分流道。流道流程短，压力及热量损失少，有利于排气，成型容易。可成型大的制品，对大型单一型腔的桶形、盒形及壳形制品成型效果好。缺点：去除浇口困难；平而浅的制品易产生翘曲、扭曲；浇口附近残余应力大。因为本设计是一模一腔的，考虑到直接浇口简单，成型容易，所以采用直接浇口较为理想，提高注射效率。位置的选择：首先要避免熔体喷射冲压模，浇口位置还应使熔体取向对塑件性能有利，还要有利于冲模流动，补料和排气。本设计的直接浇口设在型腔中心点处，从塑件的下底面中心进料。4.2.4浇口套设计浇口套有以下几种形式。如图4-2。图4-2 浇口套形式本设计采用（d），在浇口套端部设一个与注射机定位孔相配的定位环，并在端

41、面用螺钉将浇口套压在模体内，克服塑件对浇口套的反作用力。本设计中由于采用直接浇口，前锋凝料较小，分模力可将前锋冷料拔出，故不需要设置拉料杆。第5章 注射模零部件的设计5.1分型面的选择分型面就是动，定模或瓣合模的接触面，模具分开后由此可取出塑件和浇注系统。5.1.1分型面的选择原则应选择在塑件外形的最大轮廓处；有利于塑件的留模和脱模；保证塑件的精确要求；满足塑件外观要求；便于模具的制造；减小成型面积；增强排气效果；应使侧抽芯行程较短。图5-1塑件的分型面5.1.2排气槽设计当塑件熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体蒸汽不能顺利排出，将在制品上形成气孔，接缝，表面轮廓不清等缺点，可以利用配合间隙排

42、气，可利用推出机构与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，本设计排气间隙为0.030.05mm，不必再开设专门的排气槽。5.2成型零件设计5.2.1型腔结构设计凹模用以成型塑件的外观表面的设计，有整体式凹模，镶入式凹模，局部镶嵌式凹模，大面积镶嵌式凹模，四壁拼合式凹模，拼块式凹模。本模具采用整体式凹模结构，由整块材料加工制成。整体式凹模的优点是强大，塑件上不会产生拼缝、残痕，中小型凹模的机械加工也比较便利；如采用冷压制模法，就可直接在整块钢材上压出凹模，但对大型模具而言，由于钢材体积大，机械加工不便，而且切削也大，造成钢材浪费，延长了制模周期。图5-2-1塑件的型腔5.2.2型芯的结

43、构设计型芯用来成型塑件的内表面的设计，本设计采用整体式型芯，用螺钉将其与模板连接，组合式型芯的特点：组合式的型芯适用于塑件的内形复杂，机加工困难的型芯；组合式的型芯使加工变得简单，容易；组合式的型芯减小了贵重模具钢的耗量；组合式的型芯节省了加工工时，避免了大型件的热处理变形。图5-2-2塑件的型芯5.2.3导向机构的设计注射模在工作中周期性地开模、合模。当动、定模完全分开时，可依靠注射成型机的拉杆导向，但仅靠注射成型机的拉杆导向并不能保证注射模具正常工作，注射模本身必须设置导向与定位机构。导向机构的作用是：(1)定位作用：为了避免模具装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确的形

44、状，不至于因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模塑失效；另外，导向机构在模具的装配过程中也起定位作用，方便模具的装配和调整；(2)导向作用：在动定合模时，首先导向机构接触，引导动模、定模正确闭合，避免凸模或型芯撞击型腔，损坏零件；(3)承受一定侧压力：塑料注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机精度的限制，使导柱在工作中承受了一定的侧压力；(4)保持运动平稳作用：对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。本模具设计采用导柱对合导向机构零部件设计，该机构在模具设计中应用最广，包括导柱和导套两个零件。1）导柱设计对导柱设计的主要要求：导柱的直径视模具大小而定，但必须具有足够的

45、抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料一般采用低碳钢（20）渗碳淬火，或用碳素工具钢（T8、T10）淬火处理，硬度为5055HRC。本设计材料选用低碳钢（20），渗碳淬火，硬度为5055HRC。导柱的长度必须比凸模端面的高度高出68mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分。本设计导柱的长度比凸模高出8mm，导柱的端部设计成锥形。导柱的配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7/f6或H8/f8，而与安装孔则采用过过渡配合H7/m6或K7/h6，配合部分表面粗糙度为Ra=0.8um。本设计导柱与导向孔之间采用间隙配合H7/f6，而与安装

46、孔则采用过过渡配合K7/h6。导柱应合理均匀地分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边缘应有足导柱一般设置在动模一侧，可以起到保护型芯及塑件脱模是支撑推件板的作用。注射模的导柱一般取24根，本设计选2根对称布置。2）导套设计这里与导柱配合选择带头导套。该导套的尾部与另模板配合起定位作用，有省去定位销的效果。3）导套位置导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度：导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线1/3处最安全。4）材料的选择导柱与导套应有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，其硬度为HRC5055。工作表面粗糙度为Ra0.4，固定部分Ra0.8。导套内外表面粗糙度取

47、为Ra0.8为妥。5）对导柱直径的校核。对导柱直径的校核可以以下式校核：w-一根导柱承受的模板重力（N），若整个模板重力为W，导柱的根数为n ，则w=W/nL-模板重心距导柱肩部距离(mm) 。E-材料弹性模量，2106MPa。-导柱头部弯曲变形的挠度（mm），其值以不影响顺利脱模为准。计算得，d约为5.6mm，这里取d为6mm，满足要求。5.2.4复位机构的设计模具机构在完成塑件脱模后，为进行下一个循环，必须回到初始位置，因此要设置复位杆。本设计复位杆下端安装在推杆固定板上。第6章 推出机构6.1脱模系统在注塑模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损坏的推出机构称为脱模系统

48、。6.1.1脱模系统的分类按动力来源分可分为三类。（1） 手动脱模系统 指当模具分开后，用人工操作脱模系统使制品脱出，它可分为模内手工推出和模外手工推出两种。模内手工脱模常用于PVC塑件的脱模；模外手工脱模多用于形状复杂、不能设置脱模系统的模具或制品结构简单、产量小的情况，目前很少采用。故排除此类。（2）机动脱模系统 依靠注射机的开模动作驱动模具上的脱模系统，实现制品自动推出。这类模具结构复杂，多用于生产批量大的情况，是目前最广泛的一种脱模系统。（3） 液压和气动脱模系统 一般是指在注射机或模具上设有专用液压或气动装置，将制品通过模具上的脱模系统推出模外或将制品吹出模外。由此可得采用机动脱模系

49、统比较符合本设计。6.1.2机动脱模机动脱模系统包括推杆类脱模系统、推管类脱模系统、推板类脱模系统、气动脱模系统、内螺纹机脱模系统及复合推出。（1）推杆推出推杆包括圆推杆、扁推杆及异型推杆。其中圆推杆推出运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产中广泛应用。圆推杆脱模系统是整个脱模系统中最简单、最常见的一种形式。（2）推管推出推管推出的运动方式和推杆大致相同。推管推管件包括推管和推管型芯。推管的装配方法和推杆一样，而推管型芯用于成型圆柱孔，装在模架底板上，用无头螺钉压住。推管型芯数量多，或者要做防转时，也可做一块多或多快压板分别固定。（3）推板类脱模系统推板类推出是在型芯根部安

50、装一与它密切配合的推板或推块，推板或推块通过复位杆或推杆固定的推杆版上，以与开模相同的方向将制品推离型芯。推板类推出的优点是推出均匀，力量大，运动平稳稳定，制品不易变形，制品表面无推杆痕迹。缺点是模具结构复杂，制造成本过高，对于型芯周边外形为非圆形的复杂制品时，其配合部分加工比较困难。一般用于以下场合：大型筒形制品推出；薄壁、深腔制品及各种罩壳形制品的推出；表面不允许有推杆痕迹的制品推出。（4）自动内螺纹脱模系统塑料制品螺纹分外螺纹和内螺纹两种，精度不高的外螺纹一般用哈夫块成型，采用侧向抽芯机构。而内螺纹则由螺纹型芯成型，其脱模系统可根据制品生产批量、制品外形、模具制造工艺等因素采用手动推出机

51、构和机动推出两种形式，机动推出又包括强行推出和自动脱螺纹机推出。手动推出的模具机构简单，加工方便，但生产效率低，劳动强度大，适合小批量生产的制品；机动推出模具结构复杂，加工费时，适用于大批量生产的制品，且易于实现自动化生产。（5）气动脱模系统气动推出常用于大型、深腔、薄壁或软质制品的推出，这种模具必须在后模设置气路和气阀的结构。开模后，压缩气体通过气路和气阀进入型腔，将制品推离模具。（6）二次推出有些制品无论是采用单一还是复合脱模系统，由于特殊形状或自动化生产的需要，在一次推出动作完成后，仍难于从型腔中取出或不能自行脱落，此时就必须再增加一次或数次推出动作才能使制品脱落，有时为避免一次推出制品

52、受力过大，也采用不止一次推出，以保证制品质量，不止一次推出塑料制品的机构称为多次脱模机构。6.1.3脱模机构的设计原则（1）开模时应使塑件留在动模一侧塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。（2）保证塑件外观完美无损防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性的分析选择合适的脱模机构，是推出中心和脱模阻力中心重合。（3）避免顶出损伤顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大部位，即不易变形或损伤的部位，尽量避免顶出力作用于最薄的部位，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤。（4）顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠顶出零件应有足够的机械强度和

53、耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造方便，容易维修。6.1.4脱模机构的选择考虑到本制品的结构简单，且推杆脱模系统应用广泛，宜采用推杆推出的脱模机构。这种顶出机构广泛地应用于推出各类塑件，是一种最简单的推出形式，它的特点： 推出元件制造简便； 更换容易； 滑动阻力小； 推出效果好；设计要点： 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜于型芯或镶件距离过近，以免影响凸凹模强度； 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取2.512mm； 推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面0.050.1mm； 塑件浇口处应尽量不设置推杆，

54、以防该处内应力大而碎裂； 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免与抽芯机构发生干涉； 推杆与模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值。（ABS 0.04mm）本设计采用的推杆如图6-1所示。图6-1 推杆示意图6.1.5推杆固定方式本设计中采用的推杆的固定方式如图6-2（a）所示。（a） （b） （c）图6-2 推杆固定方式推件板的修复步骤：卸下推件板，在其顶平面磨削，直到将其损伤处磨掉为止，这时的磨削量为H；将型芯沿口周边顺形铣去H的距离，并顺碴修整；型芯上端铣去H的距离，修整周边圆角。将制品从包紧型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。脱模力的计算：t/d=1/6=0.17，故属于薄壁件。脱模力

55、的计算公式F=E-塑件拉伸模量(MPa) ABS塑料为1.8x103 MPaS-塑料成型平均收缩率() ABS塑料为0.6%t-塑件的平均厚度(mm) 塑件设计厚度为2.5L-塑件包容型芯的长度(mm) 设计为30-塑料的泊松比 查表取为0.38型芯脱模斜度 选择为1f-塑料与钢材之间的摩擦系数 查表为0.21A-塑件在开模方向垂直的平面上的投影面积（mm2） 本设计为11304K-由f和决定的无量纲系数 K为l.0035 计算得F为55.05KN。推出零件尺寸的确定 （1）推件板厚度的确定推件板的厚度（mm）公式t= 式中： - 系数，随R/r而异 选取12.05 -推件板材料的许用应力，M

56、Pa。取150 F - 脱模力，N。取6416N 经计算得t=9mm（2）推杆直径的确定 推杆的直径（mm）公式 d=K()式中：K 安全系数，可取K=1.5L 推杆的长度，130mmF 脱模力， 5505 N n 推杆数目 ， 4E 钢材的弹性模量 ，2.1105Mpa经计算d=5.8mm为安全起见取6mm（3）有的塑件在内侧或外侧，如果带有较浅的凸凹形的环或槽，可以利用塑件的弹性，在不损伤塑件表面的前提下，强制地将凸凹部分顶出。它的计算公式： 式中： B 凸凹槽外径，mm 51.5mmA 凸凹槽内径，mm 50mm 塑料的延伸率，% 6将以上数值带入公式得0.03%6%即满足强制脱模的要求

57、。6.2侧向分型机构设计凡是能够获得侧向抽型或侧向分型以及复位动作的机构，统称为侧向分型机构。从广义来讲，它也是实现塑件脱模的装置。这类模具脱出塑件的运动有两种情况：一种是开模首先完成侧向分型或抽芯，然后推出塑件；第二种是侧向抽芯或分型与塑件的推出同步进行。本模具采用的是第二种。6.2.1机构分类 侧向分型抽芯机构类型很多，通常按动力来源分三种类型，其中以侧向分型机构最为常用。(1)手动侧向分型抽芯机构，设有此类分型抽芯机构的模具结构比较简单，且生产率低，劳动强度大，抽芯力有限，故有特殊场合才采用。(2)机动侧向分型抽芯机构，一般是指借助注塑机的开模力或顶出力与合模力进行模具侧向分型，抽芯及其

58、复位动作的机构。这类机构经济性好，效率高，动作可靠，实用性强，其主要形式有：弹簧分型抽芯，斜销分型抽芯；弯销分型抽芯，斜滑块分型抽芯，齿轮齿条抽芯等。其中以斜销分型抽芯用的最为广泛。 (3) 液压(气压)侧向分型抽芯机构是指以压力油(或压缩空气)作为动力来源，驱动模具进行侧向分型，抽芯及其复位的机构。这类机构的最主要特点是：抽拔距离长，抽拔力大，动作灵活，不受开模过程限制，常在的大型注塑模中使用。如注塑机本身带有备用的液压缸，尤为适用。本设计采用的就是第二种。6.2.2机构类型的选择这里本设计选择机动侧向分型抽芯机构，一般是指借助注射机的开模力或顶出力进行模具侧向分型，抽芯及复位动作的机构这类

59、机构经济性好，效率高，动作可靠，实用性强，这里具体使用的机构是，斜滑块分型抽芯结构。结构见图纸。6.2.3分型抽芯机构的结构组成（1）划块的导滑形式斜滑块的导滑形式主要有燕尾槽导滑、 T型槽导滑、楔块导滑、斜导柱导滑等几种。其中，燕尾槽导滑适用于固定大型芯。（2）按结构形式分类有整体式和镶拼式。整体式的特点：结构紧凑、模体面积较小，但加工工艺复杂，其配合精度要求很高，只在小型模具中应用。本设计选用燕尾槽形式导滑，采用整体式结构。（3）斜滑块抽芯机构的设计要点 斜滑块抽芯机构的导向斜角即抽拔角在525之间选取。由于机构强度较好，必要时导向斜角可适当加大，但最大不应超30。且又不宜过小，当5时会在斜配合面上产生自锁力影响脱模。本设计导向斜角采用20。 为了保证斜滑块的运动平稳，斜滑块的顶出高度应小于斜滑块高度的2/3。 为了使斜滑块的分型面保持紧密配合，成型时不发生溢料，斜滑块与模套之间应有0.2mm0.5mm的间隙。6.2.4侧抽芯抽拔力和抽芯距的计算塑件在冷凝收缩时产生包紧力，紧紧包住活动的侧抽芯。抽芯机构所需的抽拔力，必须克服因包紧力而产生的抽拔阻力以及机械传动的摩擦力才能抽出活动型芯。抽拔力的计算公式：盲孔 塑料的摩擦系数，0.15L 侧型芯成型部分断面的平均周长，475mmH 型芯被塑料包紧部分的长度，96mmq 单位面积的包紧力，8Mpa