三通管注塑模毕业设计(机电模具电气)

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1、四川理工学院成人高等教育毕业设计(论文) 题 目 三通管注塑模具 教学点 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 姓 名 指导教师 定稿日期： 年 月 日 四川理工学院成人教育学院毕业设计（论文）任务书学生姓名 专业班级机械自动化 设计（论文）题目三通管模具设计接受任务日期 完成任务日期 指导教师（签名）xxx指导教师单位 设计(论文)内容目标1、 模具整体方案设计：包括零件的注射成型工艺分析、模具类型的确定、型腔的布置方案以及分型面、浇注系统、出件方式的的确定等。 2、 模具整装配图和模具重要零件选用与设计3、 编写模具主要零件的制造、装配工艺4、 撰写此模具设计的毕业论文设计(论文)要求1

2、、 详细的设计计算过程 22、 有关零件的选用依据及过程 33、 主要零件（主型芯、侧型芯、型腔等）的制造工艺规程 4、 毕业设计论文参考资料1、 学校图书馆的中文电子期刊2、 塑料成型工艺及模具设计，孙玲主编 清华大学出版社3、 注塑模设计，张克惠主编 西北工业出版社4、 模具制造工艺，黄毅宏、李明辉主编5、 相关网站资料查寻注：此表由指导教师填写后发给学生，学生按此表要求开展毕业设计（论文）工作。 三通管注塑模具设计 摘 要三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛，本文对塑料模具的设计方法及过程进行了阐述。通过用Moldflow模拟对其工艺分析，确立了合理的成型工艺参数。设计了三通管塑料模

3、具中的各个系统如注射系统、温度调节系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构、脱模机构、分型面及排气槽。并对塑件的材料性能进行了分析。 关键词：三通管；注射；模导；向型；脱模；顶出 Three pipe injection mold AbstractThree pipe as a connecting element is widely used in daily life, the design method of plastic mold and process are expounded. Through the analysis of the process is simulated b

4、y Moldflow, the molding process parameters to establish rational. The design of the three pipe plastic mould in various systems such as injection system, temperature control system, the lateral guide and positioning mechanism, parting and core pulling mechanism, demoulding mechanism, the parting sur

5、face and exhaust slot. And on the material properties of plastic parts was analyzed。 Keywords: three，pipe，injection，mold，guide，type，demoulding，ejection 目 录摘 要2ABSTRACT3第一章 引言61.1 模具在加工工业中的地位61.2 模具的发展趋势71.3研究内容8第二章 工艺方案分析92.1 塑件分析92.2 材料特征10第三章 注射机的选择及校核113.1注射机的选择113.2型腔数目的确定及校核123.3 锁模力的校核133.4 开模

6、行程的校核15第四章 Moldflow模流分析164.1 网格划分及诊断修复164.2 最佳浇口位置分析184.3 浇注方案的设计184.4不同浇注方案的Moldflow流变分析结果及其比较204.5 设计方案的选定274.6 浇注系统的设计274.6.1 分型面的选择274.6.2 主流道的设计284.6.3 主流道衬套的设计294.6.4 分流道的设计304.6.5 浇口的设计314.6.7拉料杆和冷料穴设计314.6.8排气系统的设计32第五章 模架的选择33第六章 成型零部件的设计346.1侧向分型及抽芯机构的设计346.2斜导柱的结构形式356.3 楔紧块的设计376.4侧滑块设计3

7、76.5 滑块的导滑槽设计386.6定位装置设计386.7推出机构39第七章 温度调节系统407.1 冷却水道的结构设计40第八章 总装配图41第九章 设计总结42第十章 经济分析42致 谢45参 考 文 献46第一章 引言1.1 模具在加工工业中的地位模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。据统计，在

8、家电、玩具等轻工行业，近90的零件是靠模具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，20世纪80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并且有继续增长的趋势。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制品的尺寸精

9、度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、旗袍、凹痕、烧焦等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难易程度很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模过程和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产品需求量很大，对

10、模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2 模具的发展趋势“十二五”期间，中国模具业将进一步调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平，使中国模具业在整体上再上一个新台阶，而这并不只是模具业的“一家之事”。模具业与其他行业的发展可以用唇齿相依来形容，因而模具业整体水平的提升与相关行业的发展息息相关。（1）半导体封装模具走向自动化半导体封装模具业对模具的要求是：一是要求精加工模具，目前电子产品不断集成化、小型化，产品趋向高端，尺寸也越来越小，封装体越来越薄，这对封装要求越来越高，对模具精度要求很高。如今封装技术正不断发展。芯片尺寸缩小，芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，I/O

11、数增多、引脚间距减小。封装技术的发展离不开先进的电子工模具装备，多注射头封装模具(MGP)、自动冲切成型系统、自动封装系统等高科技新产品适应了这一需求，三佳也陆续推出这些产品。今后半导体封装模具发展方向是向更高精度、更高速的封装模具自动封装模具发展。自动塑封系统是集成电路后工序封装的高精度、高自动化装备。系统中设置多个塑封工作单元，每个单元中安装模盒式MGP模，多个单元按编制顺序进行封装，整机集上片、上料、封装、下料、清模、除胶、收料于一体。该项技术国外发展较快，已出现了贴膜覆盖封装、点胶塑封等技术，可满足各类高密度、高引线数产品的封装。随着微电子技术飞速发展，半导体后工序塑封成型装备应用技术

12、不断提高，自动化作业已成必然趋势。三佳作为国内第一家模具行业的上市公司，将紧盯世界先进技术，发展电子模具国产化进程。2、设备、标准化发展更上层楼中国模具业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但在模具业的上下游配套环节中，加工设备大都依赖进口，而机床是一薄弱环节。据罗百辉了解，2004年进口加工设备中机床约60亿美元，而其中模具业应用机床占据了大部分，这也反映国内在这一领域还待加油。中国模具工业协会副秘书长秦珂认为，国内厂商应重视装备制造业重视模具业的需求，目前国内设备厂商如沈阳机床集团公司等已意识到模具机床的“增值”潜力，着重在加工中心、数控机床等设备的研发与生产。而机床朝着高速化、精密化、高

13、性能专业化、系统化、复合化方向发展也给国内厂商带来新课题。在模具标准件领域，国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、冲头等，汽车模具用含油导板、斜楔等。据罗百辉了解，目前中国模具标准件在模具中的使用覆盖率只有40%，而在欧美等国则达到了70%。罗百辉指出，标准化成为模具业发展的新趋势，模具业要扩大模具标准件的品种，提高其精度，提高生产集中度，实现大规模生产。1.3研究内容1） 利用Moldflow注塑模具分析软件，针对三通管塑料模具进行填充、保压、冷却等流动方案分析，并进行工艺参数、浇口位置、冷却系统等方面的设计；2） 研究分析结果，综合分析其合理性；3） 对产品成型方案进行工艺参数、

14、浇口位置、冷却系统等的优化并加以加以比较，确定最佳成型方案；4） 利用UG和AutoCAD绘制三通管盖模具图和成型零件图。第二章 工艺方案分析2.1 塑件分析三通管工件如图1所示。它是一种常见的塑料工件，从工件本身来看，属特小型件，其抽芯脱模机构较为复杂，侧向抽芯技术是本课题的难点，零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计，以解决实际生产中存在的问题。 塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必

15、须考虑： 1）、塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；2、塑料的成型工艺性，如流动性；3、塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；4、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；5、模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；6、模具零件的形状及制造工艺。除此之外，还应考虑塑件设计原则：1、在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、装使用方便；2、结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作；3、减小成型加工后的辅助加工。 图2.1 三通管零件2.2 材料特征三通管所用的材料是ABS，名称Acryl

16、onitritle-Butadiene-Styrene copolymer,全称丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。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。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。它的使用性能方面：综合性能好，冲击强度高，化学稳定好、电性能良好，尺寸稳定性好、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和

17、酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。与372有机玻璃的熔接性良好，可制成双色塑料，且可表面镀铬。还有其它主要技术指标是熔点（）：130160；抗拉屈服强度（Mpa）：50；拉伸弹性模量（Mpa）：1.8103；弯曲强度（Mpa）：80；冲击强度（kj/m2）：261（无缺口时）、11（有缺口时）；体积电阻率为（cm）：6.91016。ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。因而ABS适用于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电讯零件。 第三章 注射机的选择及校核3.1注射机的选择由于塑件形状不规则，可通过UG对其进行体积分析，分析得其体积

18、为： V件=33.69cm3=1.021.06g/cm3浇注系统的体积取塑件的20%，则：V浇注= 4V件20%=33.620%=26.952cm3V总=4V件+ V浇注=161.28cm3其总质量为：M总= V总=161.281.05=169.34g为了保证制件的质量，又可充分发挥设备的能力，注射模一次成型的塑料重量应在注射机理论注射量的50%80%之间为好，则：V注=V总80%=211.68m3初选注射机型号：XZY-300 其相关数据见表3.1。表3.1 XS-ZY-125型注射机相关数据注塑机型号XZY-300额定注射量320cm3螺杆（柱塞）直径60mm注射压力77.5Mpa注射行程

19、150mm注射方式螺杆式锁模力1500KN最大成型面积最大开合模行程340mm模具最大厚度355mm模具最小厚度285mm喷嘴圆弧半径R12mm喷嘴孔直径4 mm顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸620X520mm拉杆空间400X300mm 合模方式液压、机械液压泵流量103.9、12.1L/min 压力7Mpa电动机功率17KW加热功率6.5 KW机器外形尺寸5300X9400X1850mm3.2型腔数目的确定及校核因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量； （3-1）式中 注射机

20、最大注射量的利用系数，一般取0.8； 注射机最大注塑量，g；浇注系统所需塑料质量，；单个塑件的质量，。式中、也可以为注射机最大注射体积（cm3）、浇注系统凝料体积（cm3）、单个塑件的体积（cm3）。塑料ABS的密度为1.03g/cm3，收缩率为0.4%0.7%，取平均收缩率为0.5。按照塑件零件图所示的尺寸，用三维制图软件UG近似计算如图3-1所示 图3.2朔件体积由上图的数据可知，单个塑件的体积V1=33681.530mm3。估算浇注系统的体积：V= 26952 mm3 注射机最大注射体V3=320 cm3由此可求出： n4 本设计实例采用一模两腔的型腔布局。故取n=4满足要求。3.3 锁

21、模力的校核锁模力又称合模力，是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开，为此，注射机的合模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，即 (3-2)式中 注射机的公称锁模力（N）； 模内平均压力（型腔内的熔体平均压力Mpa）； 塑件、流道、浇口在分型面上的投影面积之和（），见表4-1； 注射压力在型腔内所产生的作用力（N）。表4 模内的平均压力制品特点模内平均压力（Mpa）举例容易成型制品24.5PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品一般制品29.4在模温较高下成型的薄壁容器类制品中等黏度塑

22、料盒有精度要求的制品34.3ABS、PMMA等有精度要求的工程结构件，如壳件、齿轮等。加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2用于机器零件上高精度的齿轮或凸轮等利用三维制图软件UG计算塑件总投影面积近似为： =38.45查表4-1得 则 =34.39.2100=315960N=315.96KN所选用的注射机的公称锁模力=1500KN,故注射机满足要求。3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程，否则塑件无法从模具取出。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于单分型面注射模具，需要满足下式： (3-3 ) 注射机最大

23、开模行程；(S=300mm)推出距离（脱模距离，H1=78mm） 塑件高度；（H2=76mm） 则 故满足要求。第四章 Moldflow模流分析4.1 网格划分及诊断修复首先在UG软件中，将制件模型转换成igs格式并导入MPI中，对其进行网格划分，初试划分结果和网格统计结果及网格诊断如下图4.01和图4.02所示： 图4.01： 网格统计 图4.02：纵横比诊断进行网格修复的网格统计如下图： 图4.03修复后的纵横比显示4.2 最佳浇口位置分析网格处理好后，选择的材料为ABS,然后对其进行最佳浇口位置的分析，浇口的设计主要包括浇口的数目、位置、形状和尺寸的设计。浇口的系列变化都会对塑件熔体的填

24、充产生很大影响。浇口设计应保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，避免射流、滞留。凹陷等现象的发生。所以在确定成型方案之前，对制品进行最佳浇口位置的预分析，其结果如下图4.14所示。由图4.04显示可以看出，浇口设置的最佳区域在蓝色区域，绿色区域为较好区域，淡黄色区域为较差区域，红色区域为最差区域。 图4.04浇口位置分析4.3 浇注方案的设计综合考虑到最佳浇口位置及朔件形状特征，最终确定了以下两种浇注方案浇注方案一的设计 图4.05 方案一浇注方案二的设计 图4.06 方案二4.4不同浇注方案的Moldflow流变分析结果及其比较流变分析的目的是通过对熔融体流经流道，浇口填充型

25、腔的过程的模拟，预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置，并且优化模腔的布局。流变分析包括填充分析和保压分析。虽然填充分析过程只是整个成型周期中的一小部分，但它确实非常重要的过程，如果填充不充分，则不能进行保压和冷却过程，因此，为了保证制件质量，塑料熔融体必须确保填充充分。填充分析结果主要包括填充时间、气穴位置、熔接痕、锁模力、熔融体流动前沿温度。(1) 填充时间填充时间指的是熔融体填满整个型腔所需的时间，两种方案的分析结果分别如图4.07、图4.08所示。 图4.07 充填时间（方案一） 图4.08充填时间（方案二）从上图可以看出，两种方案都能将制件充

26、满，方案一的填充时间为1.750s，方案二的填充时间为1.670s，两种方案的填充时间都相差0.09s，就充填时间而言，两个方案都差不多。(2) 气穴位置气穴是指在塑料熔融体注射充填过程中，模腔内除了原有空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气，塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体等。两种方案气穴位置的分析结果如下图4.09和图4.10所示。 图4.09 气穴位置（方案一） 图4.10 气穴位置（方案二）由上图可以看出，方案一比方案二所形成的气穴略少，但所处易于设置排气，所以就气穴位置来说，两种浇注方案都满足要求。（3） 熔接痕熔接痕是由模具不同位置浇口处流出的熔融塑料汇聚时形

27、成的交接痕迹。熔接痕的形成原因是由于各浇口流出熔料经过形状复杂的型腔到达汇聚处时各自的温度、压力和速度不完全一致产生的。在塑料制品成型中，熔接痕不但影响制品的外观，而且易于产生应力集中，影响制品的总体强度。两种方案所形成的熔接痕的位置分别如图4.11和图4.12所示。 图4.11 熔接痕（方案一） 图4.12 熔接痕（方案二）由上图可以看出，方案一所形成的熔接痕比方案二多，且更严重。因此，就熔接痕而言，方案二比方案一好。4）锁模力锁模力即为在进行注塑时闭合模具所需要的力。锁模力：XY图表示锁模力随时间而变化的情况。计算锁模力时把XY平面作为分型面，锁模力根据每个单元在XY平面上的投影面积和单元

28、内的压力进行计算。锁模力会随着型腔的充填而逐渐变化，要降低锁模力的最大值，最重要的是设法降低充填所需压力。两种方案的锁模力分析结果如图4.13和图4.14所示。方案一的最大锁模力约为7.4吨，发生在填充时间为1.70s的时候；方案二的最大锁模力约为1.9吨，发生在填充时间为1.68s的时候，大大低于方案一，因此，就锁模力而言，方案二较好。 图4.13锁模力（方案一） 图4.14锁模力（方案二）（5）熔融体流动前沿温度熔融体流动前沿温度指的是熔融体流动前沿到某一节点的温度。在制件比较薄的地方，如果这一温度太低，则会造成滞流、短射现象的发生。如果这一温度太高，则会使塑料聚合体发生降解，造成制件的表

29、面缺陷。两种方案的熔融体流动前沿温度的分析结果如图4.15和图4.16所示。 图4.15 流动前沿温度（方案一） 图4.16 流动前沿温度（方案二)由上图可以看出，方案一和方案二的熔融体流动前沿温度都比较均匀，绝大部分与设置的模温260C相近。因此，对熔融体流动前沿温度而言，方案二比较好。4.5 设计方案的选定 由4.4方案分析的比较得方案二和方案相比；充填时间，方案二略好；气穴与熔接痕两者相差不多；但方案二的锁模力和流动前沿温度比方案一好，且方案二的模架比方案一的模架更简易，故而此次设计选用方案二。4.6 浇注系统的设计4.6.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常

30、考虑如下有关问题：1 根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2 塑件的生产批量；3 结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4 型腔的溢流和排气条件；5 模具加工的工艺性。分析零件特点后，发现零件的外表面有比较高的精度要求，简易分型面示意图如下图4.17所示： 图4.17分型面4.6.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。主流道通常设计在模具的浇口套中，在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，选用材料为P20，热处理要求淬火5357HRC。主流道各部分尺寸如下

31、图4.18所示： 图4.18 主流道个部分尺寸按照前面所选取的注射机的参数和设计要求主流道各部分尺寸计算如下： 主流道小端直径 主流道球面半径 ； 主流道锥角 26，为了方便拉出主流道，这里取2； 主流道长度 L100 主流道大端倒圆角：为使融料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=2mm的圆弧过渡。4.6.3 主流道衬套的设计 因为在浇注成型时，主流道要与高温熔料体和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，所以本设计不将主流道直接开在定模板上，而是设计成独立的主流道衬套，然后将它嵌入到定模座板中。它的优点是对主流道的加工和热处理以及衬套本身的选材等工作带来很大的方便，而且在主流道损坏以后，也便于修整

32、和更换，符合生产经济效益。 本次设计所选用的浇口套为把浇口套与定位圈设计成整体形式，浇口套与模板间的配合采用H6/M6的过渡配合，用螺钉定位于定模座板上，此种设计一般只用于小型注射模，如下图4.19所示： 图4.19浇口套4.6.4 分流道的设计在设计中考虑到，在保证成型质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短充填及冷却时间，缩短成型周期，减少浇注系统损耗的朔料，因为梯形截面分流道加工叫容易，且热量损失与压力损失均不大，为常用形式，故本次设计选梯形分流道截面。梯形截面分流道的尺寸可按下面经验公式确定： B= =0.2654140.111/2181/4=6.6mmH=2/3B=2/36.6=4

33、.4其中，B梯形的大底边宽度（mm） m塑件的质量（g） L分流道的长度（mm） H梯形的高度（mm） 梯形的侧面斜角a常取510 4.6.5 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到朔件能否完好、高质量地注射成型。本次设计采用侧浇口，其截面形状为矩形，改变浇口的宽度与厚度可以调节熔体的剪切速率及浇口的冻结时间。 侧浇口尺寸计算的经验公式如下：b=2.6mm (4.6.1）t=(0.60.9)=1.5mm （4.6.2）L取1.5mmb侧浇口的宽度，mm;A朔件的外侧面积，mm2;t侧浇口的厚度，慢慢；浇口处朔件的厚度，mm;L浇口长度

34、，mm; 4.6.7拉料杆和冷料穴设计 冷料穴一般开设在主流道对面的 动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积。本设计采用带倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。结构如图4.9： 图4.20 冷料穴及拉料杆4.6.8排气系统的设计排气系统的作用是在注射成型过程中，将型腔中的气体有序而顺利地排出，以免塑件产生气泡、疏松等缺陷。注射过程中需要排出的气体有：浇注系统和型腔中原有的自然气体，塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气，塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体，塑料熔体中某些添加剂的挥发和化学反应所产生的气体。一般

35、来说，在模具结构里，气体能从分型面、顶杆等结构件中自然而然地排出气体。采用排气槽排气是最简单可行的方法，同时利用顶杆与孔的配合间隙排气，其间隙为0.03mm0.05mm,不过最可靠有效的方法是在分型面上开设专用排气槽。第五章 模架的选择按进料口（浇口）的形式模架分为大水口模架和小水口模架两大类，香港地区将浇口称为水口，大水口模架指采用除点浇口外的其他浇口形式的模具（二板式模具）所选用的模架，小水口模架指进料口采用点浇口模具（三板式）所选用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四种型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八种型式，其中以D字母开头的四种型号适用于自动断浇口模具

36、的模架。本方案采用GB/T1225.612556.2-1990中小型标准A2型模架9，模具定模和动模均采用两块模板，设置推杆推出机构。适用于直接浇口，采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。其模板尺寸选用532634。模具的实际闭合高度为278mm在该模架的最大闭合高度和最小闭合高度之间，符合设计要求。图4.21 标准模架第六章 成型零部件的设计6.1侧向分型及抽芯机构的设计按动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为手动,机动,气动或液压三类.这里我们选用的是机侧向抽芯机构中的斜导柱分型抽芯.（1）型芯:塑件为形状有规则排列而又难于整体加工,所以采用由多块分解的小型芯镶拼组合而成的组体型芯,即镶拼

37、组合式型芯.（2）脱模力(抽芯力)塑件在模具中冷却定型时，由于冷缩的原因，物料温度降低，直至复原到常温这个过程，尺寸逐渐减小，塑件对型芯产生一个包紧力。因此在塑件脱模时必须克服这一包紧力所产生的脱模力的阻力，塑件同时还需克服与型芯之间的黏附力和摩擦力及抽芯机构本身所产生的运动摩擦合力才能将型芯脱开。这几种合力即为脱模力M，在侧抽芯动作中称抽芯力，在顶出动作中称顶出力10。塑件底面带通孔的脱模力（抽芯力）的计算公式: -塑件对侧型芯的收缩应力。一般 模内冷却的塑件，=(0.81.2) pa-塑件包紧侧型芯成型部分的侧面积，m2-塑件与模体钢材的摩擦系数，一般取=0.10.3-脱模斜度 0（3）抽

38、芯距抽芯距是指侧抽芯从成型位置侧抽至不妨碍塑件顶出的位置时，侧型芯所移动的距离. S=+(23)=30+(23)=33mm -侧向凸台高度，-实际抽芯距，6.2斜导柱的结构形式 图6.1 斜导柱 本设计采用的是在中小型模具中常用的一种结构形式，其台肩部相平于模面，角度与抽拔角一致。材料多为T8、T10等碳素工具钢，也可用20钢作渗碳处理，由于斜导柱经常于滑块摩擦，热处理要求硬度HRC55,表面粗糙度Ra0.8。 斜导柱固定部分与模板的配合精度为H7/m6的过渡配合。如图4.5所示. (1)圆柱形斜导柱直径的确定 圆柱形斜导柱直径取决于斜导柱所受的弯曲力，而弯曲力又取决于抽拔力，抽拔角以及受力点

39、的位置。 一般地，斜导柱和斜滑块的斜孔的配合都有一定的间隙（0.2-0.4），在开模瞬间定程距为M， -斜导柱直径，-抽芯力，-受力点到固定板平面的距离, =21-抽拔角-斜导柱钢材的许用弯曲应力，. 碳素钢取=137.216 取20mm(2) 斜导柱倾斜角的选择 斜导柱倾斜角与斜导柱的有效工作长度，抽芯距,斜导柱完成抽芯时所需最小开模行程有关。增大，L和H减小，有利于减小模具尺寸，但斜导柱所受的弯曲力和侧抽芯时的开模力将增大；反之亦反，综合两方面考虑，一般最常用为，本设计取为(3) 圆柱形斜导柱总长度的计算斜导柱的总长度 （510）mm (2.13)-斜导柱总长度，mm-斜导柱台肩直径，mm

40、-斜导柱抽拔角, -斜导柱固定板厚度，mm-斜导柱工作部分直径，mm-抽芯距。根据上式代入数据得：（510）mm145 mm6.3 楔紧块的设计楔紧块用于在模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免斜导柱弯曲变形。但是在开模时，又要求楔紧块迅速离开滑块，以免阻挡斜导柱带动滑块抽芯，因此楔紧块的倾斜角度应稍大于斜导柱的倾斜角度，一般取比斜导柱的倾斜角度大23度，所以选择楔紧块的倾斜角为22，如图6.2。图6.2 楔紧块6.4侧滑块设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零件，它上面安装有侧向型芯，滑块结构形式有整体式和组合式。本设计采用组合式。滑块材料通常用45钢或T10，T8

41、制造，淬硬至45HRC以上，在设计中取用T8来制造，形状尺寸如图6.3。图6.3 侧滑块6.5 滑块的导滑槽设计为了滑块的滑动，应该设置有导滑槽，导滑槽应使滑块运动平衡可靠，二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有间隙，滑块的导滑部分设计的长度是130mm, 超过了滑块滑动的最大距离，因此，长度足够，可以避免滑动时产生倾斜。此外，导滑槽应该有足够的耐磨性，由45钢或T10，T8制造，硬度在50HRC以上。6.6定位装置设计 限位装置起限制滑块的滑动终止位置的作用，本设计采用弹簧钢球式定位装置。弹簧直径可选11.5mm，钢球直径可取510mm。结构如图6.4： 图6.4

42、 弹簧钢球定位装置6.7推出机构1. 导柱、导套本次设计，选用=32mm、L=50mm的导柱以及与之配合的导套。如图6.72. 推管、复位杆为了不影响滑块的滑动，可布置四个直径为=20、L=130的复位杆。在合模状态下介于滑块导滑板与推板之间，利用合模力复位。开模后，塑件包紧动模型芯的力比较大，采用推管推出塑件，推出力比较平稳，塑件不易发生变形。由于型芯结构的特殊性，故将推管设计成图6.8形状。 图6.7导柱和导套 图6.8 推管第七章 温度调节系统7.1 冷却水道的结构设计冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水道直径的1倍到2倍，冷却水道之间的中心距约为水孔直径的3倍到5倍，水孔间最佳距离5

43、0mm，离成品以10到20mm为佳，冷却水孔不应与顶针、螺丝碰穿。根据以上经验原则，本套模具冷却水孔中心线与型腔壁的距离取16mm，为了使得冷却效果达到较佳，尽量使水孔离塑件都保持为20mm，本次设计采用细长型芯的间接冷却。图7.1冷却系统第八章 总装配图设计完所有的零部件最后总装配图如图8.1所示。图8.1装配图第九章 设计总结本模具的分型面的选择为后面的设计工作带来了很大方便，由于采用了比较合理的分型方案，在整个模具中只用了两个滑块，而没有采用过多的侧向分型。由于分型面的位置适中使得冷却系统在竖直方向上有充足的空间。又因为冷却系统与其它系统是参照布局的，这样冷却系统就可以轻易地穿叉于其它系

44、统之间。可见，模具的各系统互不干涉，整个模具结构又很紧凑，减少了模具的整体体积。从总体上看模具的设计是合理的，并在生产实际中得到应用。 此模具为典型的双脱模机构注塑模具。设计的重点和难点在于制品的形状为细长圆管形，其外圆分布有六个直径较大且壁薄的凸缘，这使制品的成型有一定的难度，故设置了多个点浇口，另外由于其型芯太长，在型芯的定位方面也产生了一定的难度，由于制品允许存在工艺孔，故设置了多个支撑杆以加固型芯，同时抽芯与制品成型不能一起进行，需另外用专业抽芯夹具抽芯。设计过程中，遇到了很多问题，如型芯的定位，浇口凝料的去除，制件的脱出及合模的导向和复位，这些也是本设计的重点和难点。第十章 经济分析

45、根据插线板市场零售量、零售额监测数据以及针线盒市场总体增长趋势可以看出针线盒的市场占有率相当大，而且购买对象广，产品价格低等原因导致针线盒的使用非常普遍。针线盒作为一种普遍的工具，它的大量需求必然会导致针线盒模具的大量生产，这使得模具生产有了更广阔的市场，也必然会让模具制造业带来可观的利润。影响模具制造成本的因素有很多，包括产品的材料、设计与分析效率、制造工艺、加工制造效率、产品精度、管理水品等。但主要因素有三个：设计、制造加工效率和材料。注射模具材料费用占总成本的30%50%，如很好地控制材料采购成本，就容易获得较大的利润空间。不过，由于与模具加工配套的原材料和标准件等市场都日趋完善，客户对

46、材料的成本都相当清楚和熟悉，这使得材料价格的透明度高，在这种情况下，材料的利润空间几乎没有。在设计和制造加工效率上，模具制造者是完全可以控制和掌握的。设计是决定模具结构以及成本结构的关键，一旦设计定型，所需材料和加工路线已其本确定，是成本控制的确定因素。加工制造效率也是内部控制成本的关键因素，它所带来的加工时间长短、加工质量等都会对成本带来影响。通过分析研究要提高注射模具的经济效益可从以下几方面进行考虑：（1）注塑加工原料选择主要根据对制品功能的要求考虑材质的各方面因素， 然后选用原料成本和加工成本低的材料。（2）没有先进的技术就开发不出先进的设备，没有先进的设备就生产不出高质量的产品。在选择

47、注塑设备时，必须和制品生产技术的选择联系起来考虑。机器设备的状况如何，对企业生产的产量、质量、成本、效率均有极其重要的影响。因此，塑料加工企业在购置设备时，要全面慎重考虑，权衡得失利弊，确定最优方案，选好设备是获取经济效益的一个重要环节。 （3）模具价格昂贵，模具寿命长短与经济效益密切相关。有时，质量好的模具也未必使用寿命长，这是因为它还与所选用的注塑机的锁模结构及工艺有关。精密注塑成型更加要求注塑机锁模机构精度高、受力均衡，具有低压护模效果等特点，以延长昂贵的模具寿命，产生良好的经济效益。 （4）提高利润率的一个办法是承接质量要求较高、毛利也高的业务。这就要求注塑机具有高效率和高技术水平。高

48、效率直接取决于注塑机的结构特性。因此， 高效率、高技术水平的注塑机是注塑加工企业利润率的必要保障。（5）注塑加工过程的总能耗也是塑料厂必须仔细考虑的问题。液压系统的节能主要有采用变量泵、蓄能器、变频器及组合式液压系统等方式。热流道模具也是常见的一种节能方式，采用热流道增加的额外费用可以被它带来的经济效益所抵消。- 37 - - 结论 经过3个月的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，从选题、开题报告、外文翻译到CAD绘制装配图、零件图，完成说明书，其间每一过程都得到同学和指导老师的指导。在此，我要感谢每一个帮助过我的人。 首先，我要真诚地感谢的我的导师唐仁老师。因为在之前我完全不知道该如何去设计在外

49、实习一段时间回来后，一度迷茫和无措，不知道如何着手。唐老师真的十分认真负责，平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，只要我们需要她的帮助，老师都会给我们做悉心的指导和帮助。在这里我再次衷心地感谢唐老师的帮助，谢谢！ 模具设计所涉及的知识面太广了，经过几个月毕业设计的忙绿，在这里我只能说是初步了解了模具的设计和加工，对模具的设计有了一个比较明了的设计流程。到现在我才明白那些模具设计师为什么要在现场做那么多年才能出头。要完全靠自己的所学独立设计出一套没有大毛病的模具真的不容易，至少我有这样的体会。能让一套自己设计的模具正常工作，真的要注意很多问题。而模具行业的精度又是比较硬的指标，通俗点说就是

50、模具基本要靠精度吃饭。通过这次做毕业设计，真的觉得四年的积累才真的有了升华。特别抱着一堆图纸从人群中穿过引来别人的关注的时。那种成就感真的无法言表，虽然这段时间很累，但值得，其次，我要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下材料成型与控制工程专业知识的基础，同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了他们的支持和鼓励。本次毕业设计才会顺利完成。 总之，感谢每一位关心过我爱护过我的人。滴水之恩，当涌泉相报。最后，再次感谢我的导师唐仁奎老师！ 参考文献 王文俊.实用塑料成型工艺.北京国防工业出版社.1999. 吴崇锋 实用注塑模CAD/CAE/CAM技术.北京中国轻工业出版社.2000. 黄虹. 塑料成型加

51、工与模具. 北京化学工业出版社.2003 张孝民. 塑料模具设计. 北京机械工业出版社.2003 单岩 王蓓 王刚.Moldflow分析技术基础.北京清华大学出版社.2004. 齐卫东.模具设计与制造.北京高等教育出版社.2004. 张国强. 注塑模设计与生产应用. 北京化学工业出版社.2005 王卫卫.材料成型设备.北京机械工业出版社.2005 唐志玉. 塑料模具设计师指南 . 北京 国防工业出版社1999 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计. 北京机械工业出版社.2002 塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册.北京机械工业出版社.2002. 张佑生. 塑料模具计算机辅助设计. 北京机械工业出版社.1999 朱光力万金保. 塑料模具设计. 北京清华大学