吹风机注塑(注射)模具设计说明

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1、 . . . 毕业设计（论文）报告题 目：吹风机注塑模具 系 别 .专 业 模具设计与制造 .班 级 .姓 名 .学 号 .指导教师 . 2011年 4 月摘 要塑料模具在当今社会越来越广泛的应用，从电脑、手机、饮料、台灯、水笔、水盆等方面应用极其广泛，可以说从我们的吃穿住行都离不开它。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应用围很广。注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。本次的毕业设计是吹风机的注塑模的设计，该模具结构简单，成型分型都非常简单。依据

2、产品的数量和塑料的工艺性能确定了以单分型面注塑模的方式进行设计。模具的型腔采用一模两腔平衡布置，浇注系统采用侧浇口成形，推出形式为推板推出机构完成塑件的推出。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。本次的设计中参考了大量的文献，还在互联网上查找资料，设计过程比较完整。关键词 单分型面注射模具；ABS;塑料模具。AbstractPlastic mould in todays society more and more wide application, from the computer, mobile phone, beverage, desk lamp, li

3、quid pen, birdbath is widely used, etc, it can be said that from our food and clothing lives can not get away from it all. Injection molding is forming hot plastic pieces of main methods, so wide applications. The plastic injection molding is ingredients in a nitrogen-treated barrel with heat of mel

4、ting, make it become the high viscosity fluid, with piston or screw as pressure tool, melt through the nozzle with higher injection mould cavity pressure, after cooling, coagulation phase, and then from the mold in decent shape, become plastic products.The graduation design is blower of injection mo

5、uld stent, the die structure simple, forming the parting quite simple. According to the number of products and plastics process performance determined the parting surface in a single injection mold way design. The mould cavity use a module and four cavity balance layout, pouring system USES some gat

6、e forming, roll out form for push board launched institutions plastic parts to launch the finish. Because plastic parts of the process performance requirements of injection mold cooling system, and therefore in the mold design and design. The design of the reference of a large number of literature,

7、and also in the Internet for material, design process is complete.Key words ：single injection mold parting surface; ABS; Plastic mould.目录绪论51塑料制件的工艺性分析与工艺结构设计91.1成型塑料制件结构工艺性分析91.2 塑件材料的分析112.塑件成型的基本过程133 注塑设备的选择143.1估算塑件体积质量143.2 选择注塑机154 塑料件的工艺尺寸的计算155 分型面的设计186 注塑机有关参数的校核186.1最大注塑量的校核186.2 注塑压力校核1

8、96.3锁模力的校核196.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核206.5 开模行程与顶装置的校核207脱模机构的设计与合模导向结构设计217.1 脱模力计算217.2 脱模结构设计22脱模机构的分类227.2.2脱模机构的设计原则237.3合模导向机构的设计248浇注系统的设计278.1 主流道设计288.2 分流道的设计288.3分流道的布置288.4浇口的设计298.5 冷料穴的设计299 排气系统和温度调节系统的设计309.1 排气系统309.2 温度调节系统的设计3010 绘制装配图34总结36参考文献37绪论1 国际国塑料成型模具发展概况80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系

9、列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速为13%，2003年我国模具工业产值为375亿，至2007年我国模具总产值约为525亿元，其中塑料模约35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，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英寸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与汽车保险杠和整体仪表盘等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具与塑封模具。如津荣天和机电和北极星模具制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精

10、度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表1-1。表1-1 国外塑料模具技术比较表项目国外国注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模

11、具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%在模具行业占有量3040%2530%成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如海信模具、通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以与一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备与技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用热式或外热式热流道装置

12、，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold与澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽

13、花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技开发的注塑模HSC5.0系统与CAE软件等，这些软件具有适应国模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普与模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影

14、响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。2 我国模具设计技术今后发展方向（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平与比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以与因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的

15、程度，为其进一步普与创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件与模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（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。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质

16、量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的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）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订

17、统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。（6）应用优质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。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1塑料制件的工艺性分析与工艺结构设计1.1成型塑料制件结构工艺性分析塑料制件主要根据使用要求进行设计,除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外,还应考虑塑件的结构工艺性,塑件结构工艺性的主要容包括塑件的尺寸和

18、精度,表面粗糙度,形状,壁厚,斜度,加强筋,支撑面,圆角,孔,螺纹,嵌件,铰链,标记,符号和文字。据所给零件的结构,本设计从以下几方面对其分析：结构分析 从零件图分析，该零件总体结构为块形，比较简单，在其上有网状孔，产品为壳状，因此，模具设计时必须设置推杆推出机构，该零件结构属中下等难度。从塑件厚来看，总的来讲塑件壁厚变化比较均匀，有利于零件成型。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、塑件的质量与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

19、推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 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与常用壁厚推荐值。表2-1热塑性塑件最小壁厚与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

20、是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。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、壁厚与塑料的收缩率，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

21、值可比表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件外表面的斜度。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围。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

22、表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，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。1.2 塑件材料的分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。1.2.1 ABS塑料主要的性能指标：密度(Kg.dm-3) 1.131.14收

23、缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz3.71.2.2 ABS的注射成型工艺参数:注塑机类型：螺杆式喷嘴形式： 通用式料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 60100保压 4060注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515

24、周期 1530后处理 红外线烘箱温度（70）时间（0.31）2.塑件成型的基本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。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。充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出来后

25、，进入模具的型腔，将型腔的空气排出，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。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。脱模过程

26、塑件在型腔固化后，必须采取机械的方式把它从型腔取出，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3.1至3.4形成了一个循环，就完成了一次成型乃至很多塑件3 注塑设备的选择3.1估算塑件体积质量建模，三维零件设计利用UG软件。进行三维实体建模，并可直接通过软件进行测量所以v=29530cm 因为ABS的密度为1.139g /cm 该产品m=1.13929520=30g。3.2 选择注塑机根据模具设计与制

27、造简明手册表2-40选择注射机XS-ZY-250螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：250 螺杆直径：50mm 注射压力：130Mpa 锁模力：1800KN 模板行程：500mm 模具最大厚度：350mm 模具最小厚度：200mm 模板尺寸：598520mm拉杆空间：448370mm 定位孔直径：100mm合模方式：液压机械 4 塑料件的工艺尺寸的计算a 型腔径向尺寸=90 =0.52s塑件的平均收缩率，（以下一样）塑件外形公称尺寸修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取0.75（以下一样）塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下一

28、样）=56 =0.40=60 =0.40=15 =0.20=4 =0.14=2 =0.14b 型腔深度尺寸=0.20塑件外形公称尺寸修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取2/3（以下一样）塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下一样）=0.18=0.16（2）模仁型芯的工作尺寸的计算a 型芯径向尺寸=0.12式中 、塑件外形公称尺寸修正系数，可随制品的精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，在此取0.75（以下一样）塑件的尺寸公差模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/31/6，在此取（以下一样）同理，型芯其它径向尺寸为：=0.14=

29、0.14=0.14=22 =0.24=50.33 =0.40型腔壁厚的确定塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度计算是模具设计中经常遇到的问题，尤其对大型模具更为突出。目前常用的计算方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，但塑料模具要求既不许因强度不足而发生明显变形，甚至破坏，也不许刚度不足而变形过大的情况，因此要求对强度和刚度加以考虑。对于型腔主要受到的力是塑件熔体的压力，在塑件熔体的压力作用下，型腔将发生应力与变形。如果型腔侧壁和底壁厚度不够。当型腔中产生的应力超过材料的许用应力时，型腔发生强度破坏，与此同时，刚度不足则发生弹性变形，从而产生溢料现象，将影响塑件成型质量，所以模具对刚度和强度都有要

30、求。但是，实践证明，模具对强度和刚度的要求并非同时兼顾，对大型腔，按刚度条件，对小型腔则按强度条件计算即可。（在本设计中按强度条件来计算）5 分型面的设计分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模与成型操作，塑料制件的表面质量等。外表质量：分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处，方便脱模，制件留在动模边：从制件的推出装置设置方便考虑。包紧力大的，芯应设在动模边而将凹模放在定模边包紧力小且不能确切判断留向的将型芯和凹模的主要部分都设在动模边对型芯无包紧力，对凹模粘附力较大的，将粘附力较大的设在动模边同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。排气：当分型面作为主要排气面时 料流

31、的末端应在分型面上以利排气。该模具的分型面在产品的最底端处。6 注塑机有关参数的校核每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，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，应校核注塑机的一些技术参数6.1最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量，其中包括了主流道与浇口的凝料。通常注塑机的实际注塑量最好是在注塑机理论注塑量的80%之间。故有公式0.8M机M塑+M浇 （5.1） M塑+M浇=27.41g因此，最大的注塑量符合工作的需要。6.2 注塑压力校核注塑压力校核是校验注塑机的最大注塑压力能不能满足该制品成型的需要，制品成型所需的压力是由注塑机类型、喷嘴形式、塑料流动

32、性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的，例如螺杆式注塑机，其注塑机压力传递比柱塞式注塑机好，因此注塑压力可取得小一些，流动性差的塑料的或细长流程塑件注塑压力应取得大一些。可参考各种塑料的注塑成型工艺确定塑件的注塑压力，再与注塑机额定压力相比较。那么查塑料模具手册可得，其额定注塑压力大于所需的注塑压力。因此所选择的是符合要求的。6.3锁模力的校核当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生一个很大的力，使模具的分型面涨开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上投影面积之和乘以型腔塑料压力。而作用在这个面积上的总力，应小于注塑机的额定锁模力P，否则在注塑时会因模具不紧产生严重的溢边现象。型腔塑料压力，可

33、以按公式计算。而经查塑料模具设计中SPVC在型腔里的理论注塑压力在40MP80MP之间。而只有F机锁P模A的不等式成立时，才能符合要求。式中F机锁表示注塑机的最大锁模力； P模 表示为熔融型料在型腔的压力 ； A 表示为塑件和浇注系统在分型面上的投影之和；故有；F机锁=400knP模A=80MP29362=189.88kn所以符合要求。6.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核1喷嘴尺寸校核注塑机喷嘴球面半径R0=12mm R=15mm,故合格。注塑机喷嘴孔直径：=4mm72KN。结论：所选注塑机的锁模力满足要求。3.拉杆间距、安装螺孔尺寸校核模具重量较重用螺钉固定。模具的外形尺寸应小于注射机的

34、拉杆间距，以保证模具能安装到注射机工作台面上。该模具的外形尺寸为350mm450mm，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为598mm520mm，故能满足模具安装要求。6.5 开模行程与顶装置的校核在此，本文所选注塑机的最大开模行程与模具厚度的关时的校核。且该模具结构则属于有侧向抽芯开模动作的结构 ，故注塑机的开模行程要求符合下式；S机HcH1+H2+（510）mm （5.2）式中；S机 注塑机板间的最大开距，（mm） Hc完成侧抽芯距离l所需要的开模行程，（mm） H1开模要顶出的距离，（mm） H2塑件的高度，（mm）而当，HcH1+H2可以按S机（H模H最小）H1+H2+（510）

35、mm进行计算式中，HM成型模板的高度，（mm）那么可以解得不等式；S机（H模H最小） =300-（270-170）60+116+（510）mm=181186mm，故也满足要求。7脱模机构的设计与合模导向结构设计7.1 脱模力计算式中：脱模力，N；制品与钢材表面之间的静摩擦系数，经查表可得；脱模斜率，一般为1o2o；塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力），一般为=812；薄件取小值，厚件取大值；塑件包紧型芯的侧面积（）。7.2 脱模结构设计制品顶出是注射成型过程中最后一个环节，当制品在模具中固化后，需要有一套有效的方式将其从模具中顶出，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量,因此,制品的顶出是不可忽视

36、的，且在顶出中不能使制品变形顶白破裂等损坏制品的现象。这种装置就是顶出系统。模具中使塑件从型芯上或型腔中脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱模机构，也就的上面说到的顶出机构。脱模机构的作用包括脱出和取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把从脱出物从模具取出。 7.2.1 脱模机构的分类与设计原则脱模机构的分类（1）按驱动方式分a 手动脱模：它是在开模后，用人工操作推出机构取出塑件。b机动脱模：它的利用注射机的开模动作使塑件脱离型腔。开模时塑件先随动模一起移动，达到一定的位置，脱模机构被注射机上固定不动的推杆顶住而不能随动模继续移动，而使塑件脱离模腔，在实际生产

37、多都是利用这种脱模方式脱模的，本设计也是采用此设计脱模。c 液压脱模：注射机上设置有专用的液压顶出装置，当开模到一定的距离后，通过液压岗活塞驱动而实现脱模动作。d 气动脱模：利用压缩空气，通过型腔里微小的顶出气孔或受气阀将塑件吹出。(2) 按脱模机构的动作分类a 一次推出机构：这是最常用的脱模方式，塑件只经过推出机构的一次动作，就可以脱模，故又称简单脱模机构。b 二次推出机构：塑件经过两次不同的动作才能脱模。c 延迟动作推出机构：在某些情况下，当塑件被推出后，还需要延迟动作在推出浇注系统凝料，尤其用于潜伏式浇注系统的注射模。(3) 模具中的推出零件分类a 推杆式推出：应用广泛，常用圆形截面推杆

38、。b 推管式脱模：适用于薄壁圆筒形塑件。c 脱模板式：运用于薄壁容器，壳体以与不允许存在推出痕迹的塑件。d 推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。e 斜削脱模：适用于有倒钩类的塑件。7.2.2脱模机构的设计原则设计脱模机构时应注意以下原则：(1) 结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的强度和刚度。(2) 保证塑件不变形不损坏。(3) 保证塑件外观良好。(4) 尽量使塑件留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 7.2.3 推杆的设计与脱模力的计算 本设计采用如图8-1所示的推杆，每个塑件由2根（a）型推杆和26根（b）型推杆以与推出，共为28

39、根。推杆靠近安装凸肩一端的直径较大，而顶推塑料件一端工作段直径较小，当模具结构允许的推杆顶推面很有限，又必须使推杆较长时，为了增加推杆工作时的稳定性，将推杆靠近安装一端直径增大。有时推杆靠近安装凸肩一端直径较小，而顶推塑料件一端的工作段直径增大，这种推杆用在要求增加顶推面的场合，例如壁较薄的塑料件，特别是脆性塑料件，增加顶推面可减小塑料件单位面积承受的顶推力，防止变形和推裂。图8-1 常用的两种推杆的形式 7.2.4 推杆的设计要求（1）推杆应设计在靠近脱模阻力较大的部位，如塑料件侧壁的端部，端面带凸台或凹槽的部位；（2）在保证顺利脱模的前提下，力求减少推杆的数量，以保证推件时的协调，以减小塑

40、料件表面的影响；（3）推杆接触塑料件的顶推段，与模板上相应孔的配合间隙，应以不超过塑料溢料间隙为限，一般情况下H8/f7或H7f7就可以满足这要求；（4）采用带凸肩推杆，安装固定时，与固定板上的安装孔应留有充分间隙，一般情况下可取双面间隙0.51使推杆在推件事有一定的浮动作用；（5）布置推杆时，要考虑脱模阻力的平衡，保证制品在推出时受力均匀，推出平稳，不变形，因此在肋，凸台，细小凹部要多设推杆；（6）在装配推杆时，应使推杆的端面和凸模平面齐平或者比凸模平面高出0.050.1mm，以免在制品上留下一个凸台影响制品的使用；（7）在空气或废气难于排出的部位，应尽可能的设计推杆，以用它代替排气槽排气；

41、（8）在推压制品的边缘时，为了增加推杆与制品的接触面积，应尽可能采用直径较大的推杆，推杆的边缘应与型芯的侧壁相隔，以避免推杆应推杆孔的磨损而把型芯侧壁擦伤；（9）推杆固定端与推杆固定板径向应留的间隙，避免在多推杆的情况下，由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。 7.2.5 推杆的安装方法； 推杆在固定板上的固定方法有很多，本设计采用的是最常采用的形式，即将推杆凸肩压在固定板的沉孔和推板之间，用螺钉紧固，凸肩高度与对应沉孔的深度留有余量，在装配后将它们与固定板一起磨去余量，来保证高度一致，避免在高度方向来回窜动。7.2.6 推杆的材料 推杆的常用材料有钢、或碳素工具钢，推杆头

42、部需淬火处理，硬度在50HRC以上，表面粗糙度在Ra1.6m。7.3合模导向机构的设计导向机构的功能是保证动、定模能够对准，使动模和定模上的成型表面在模具闭合后形成形状和尺寸准确的腔体。从而保证塑料件形状、壁厚和尺寸。导向机构除了导向和定位作用外，还可以增加承受侧压力的能力，保证模具运动平稳。 7.3.1导柱、导套的导向机构设计要点设计导柱、导套时的注意事项如下：（1）尽量选用（或参考）标准模架，因为标准模架导柱、导套的设计与制作的有依据的，并经过实践考验过的；（2）合理布置导柱的位置，一副模具中最少用2根导柱，模板外形尺寸大的模具，最多可用4根导柱。为了使模具在使用、维修时拆装过程不会发生动

43、、定模错方向，导柱的布置可采取等直径不对称布置或采取不等直径对称布置；（3）导柱长度尺寸应能保证位于动、定模两侧的型腔和型芯开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱的直径；（4）导柱配合部分采用H7/f7，固定配合部分采用H7/k6；导套固定配合采用H6/k6，配合长度为配合直径的1.52倍。其余部分可扩孔，减小摩擦或降低加工难度。 7.3.2 导柱的设计 导柱可以安装在动模一侧，也可以安装在定模一侧。但更多的是安装在动模一侧，因为作为成型零件的主型芯一般都安装在动模一侧。导柱和主型芯安装在同一侧，在合模时起到保护作用。 7.3.3 导柱的布置方式导柱应均匀分布在模具分型面的四周，导柱中心至

44、模具外缘应有足够的距离，常取导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5倍，以保证模具强度。本模具采用倒装的形式。 7.3.4 导柱的尺寸长度 导柱的长度应比型芯端面的高度高出812，以免出现导柱未导正方向而型腔进入凹模时与凹模相碰撞而损坏。 7.3.5导柱材料的选用 导柱应具有足够的耐用磨度和强度，常采用20钢经渗碳淬火处理或T8、T10钢经淬火处理，硬度为5055HRC，导柱和导套配合部分表面粗糙度为Ra0.8Ra0.4m，固定部分的表面粗糙度为Ra0.8m。 7.3.6 导柱的形状 为了使导柱能顺利进入导套，导柱端部应作成锥台形或半球形。导柱的基本结构形式有两种，一种是除了安装部分的凸肩外

45、其余部分直径一样，称为带头导柱。另一种是除安装部分的凸肩外安装用的配合部分直径比外伸工作部分直径大，称为带肩导柱。对于该模具，由于其精度要求比较高，所以采用带肩导柱。根据以上的情况，设计出的导柱如下图：图7-1 标准带头导柱导套的设计 导向孔可带导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论是带导套还是不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔（盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合）带导套的模具应采用阶带肩导柱。 导套的形状导套的结构形式也有两种，一种是带有轴向定位台阶，称为带头导套；另一种是不带轴向定位台阶，称为直导套。本设计采用的是带头导套。同时由于其导柱比

46、较长，所以采用双联导套。导套的材料选用 导套一般采用T8A或者经过渗碳处理20钢，热处理5055HRC，公差采用6级。导套的尺寸 导套的壁厚一般为，由孔大小来决定，导套孔工作部分的长度取决于含导套的模板厚度，一般是孔径的倍。导套的前端应倒角，倒角半径为。导套的安装方法 带头导套安装需要垫板，装入模板后加盖垫板即可。直导套用于模板后面不带垫板的结构，为防止在使用时被拔出，可采用如下几种方法固定：（1）导套外圆柱加工出凹槽，用螺钉固定；（2）导套外圆柱面局部磨出一小平面，用螺钉固定；（3）导套侧向开一小孔，用螺钉固定；（4）采用铆接的方法。对于本模具结构采用（2）的方式进行固定。根据以上的情况，设

47、计出的导柱如下图：图7-2 带头导套8浇注系统的设计浇注系统它是获得优良性能和理想外观的塑件以与最佳的成型效率有直接影响。 此塑件采用普通流道系统，它是主由流道、分流道、浇口、冷料穴组成的。浇注系统是一副模具的重要的容之一。从总体来说，它的作用可以作如下归纳：它是将来自注塑机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输教送到型腔，同时使型腔的气体能与时顺利排出，在塑件熔体填充凝固的过程中，将注塑压力有效地传递到型的各个部位，以获得形完整、外在质量优良的塑件制件。浇注系统的设计的一般原则：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流动特性。采用尽量短的流程，以降低热量与压力损失。浇注系统的设计应该有利于良好的排气，浇注系统

48、应能顺利填充型腔。便于修整浇口以保证塑件外观质量。确保均匀进料。8.1 主流道设计主流道是浇注系统中从注塑机喷嘴与模具的部位开始，到分流道为止的塑件熔体的流通通道。在注塑机上，主流道垂直分型面。为了使凝料从其中顺利推出，需设计成圆锥形，锥角为2060，表面粗糙度Ra0.8m,主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注塑机与一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆。一般采用碳素工具钢即T8A、T10A等。把它热处理到5357HRC。取主流道的球面半径为15.5mm.8.2 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的通道。此副模具采用

49、圆形的截面形状，对于壁厚小于3mm,质量在200g以下的塑件，截面的直径可采用如下的的经验公式： D=0.2654W1/2L1/4 =0.2654x15x61/4 =1.6mm其中D是分流道的直径，L是分流的长度，W是塑件的质量，此副模具选分流道的截面积为D=2mm,由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料的熔体的流动状态较为理想，因而分流道的表面粗糙度Ra要求比较高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必须遵循以下两方面的原则，即一方面排列紧凑，缩小模具板面的尺寸，一方面流程尽量短，锁模力力求平衡，该模具采用平衡式的分流道。8.3分流道的布置分流道的布置也

50、根据型腔的位置而定，型腔位置确定要考虑模具在分型面上力的平平衡问题，它的要反作用力，以与锁模力就作用于主流道中心。根据流体力学和热力学原理可知，圆形横截面流动阴力最小，热量损失小，熔体降温最慢。8.4浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小与位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料与塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺

51、寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间与塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置与尺寸的要比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能与成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺与特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则：(1) 尽量缩短流动距离。(2) 浇口应开设在塑件的壁厚。(3) 必须尽量减少或避免产生熔接痕。(4) 应有利于型腔中气体的排除。(5) 考虑分子定向的影响。(6) 避免产生喷射和蠕动。(7) 不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。(8) 浇

52、口位置的选择应注意塑件的外观质量。经过分析，我们可以设计直径为1的圆柱形，有利于成型效果。8.5 冷料穴的设计用一个井穴将主流道延长以按收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔产生的井穴称为冷料穴。冷料穴一般设计在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道大端直径一样或略大一些。深度约为直径的11.5倍。冷料穴除了具有容纳冷料的作用外，同时还具有在开模时将主流道和分流道的冷料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模。本次设计中我们采用了直径为5的冷料穴和拉料针。9 排气系统和温度调节系统的设计9.1 排气系统ABS料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时与浇注系统的空气，

53、如果在型腔中不与时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清与充填缺料等缺陷。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。 9.2 温度调节系统的设计 9.2.1 模具温度对模具的影响（1）模具在成型的过程中，模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。（2）模具温度过高，成型收缩大。脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和

54、黏模。（3）模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。（4）当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是ABS，其黏度低、流动性较好，对模具温度的要求不高，因此只要设计冷却系统就可以了，加热系统就不需设计。冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算，在单位时间熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40。 9.2.2 冷却系统设计原则 （1）尽量保证塑件收

55、缩均匀，维持模具的热平衡； （2）冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍，冷却水孔中心距约为35倍，水孔直径一般为812。 （3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。 （4）浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此加强浇口处的冷却。 （5）尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5

56、。 （6）合理选择冷却水道的形式。 （7）合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。（8）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。（9）冷却水孔进出接头应埋入模板，以免模具在搬运过程中造成损坏。 9.3 冷却系统的设计 9.3.1 冷却介质的选择 冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或部开设冷却水道。由于ABS的黏度低、流动性好，成型工艺要求模具温度都不太高，所以常采用水对模具冷却。9.3.2 冷却水的体积流量计算式中： 单

57、位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，ABS为310400，取；单位时间（每分钟）注入模具中的塑件质量（）按每分钟注1次；冷却水的密度（1000）；冷却的比热容（）；冷却水出口温度（取25）；冷却水进口温度（取室温的温度20）。 9.3.3 定冷却水管的直径d 为使冷却水处于湍流状态，取冷却水孔的直径d=8 9.3.4 确定冷却水在管道的流速求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数式中：冷却介质温度有关的物理系数，可查表取（水温为25）；冷却介质在一定温度下的密度（1000）；冷却介质在流道中的流速，；冷却水管的直径，。 9.3.5 确定冷却管道的总传热面积 9.3.6 模具上应开设的冷却水孔数

58、式中：L冷却水管的总长度，；从计算结果看，因塑件算中等，单位时间注射量下，所以需冷却水道也比较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的。因为冷却不均匀，会使塑件产生很多缺陷。 根据注射厂的生产现场经验，本设计在型腔固定板上采用2条水道，在型芯固定板上开设2条冷却水道。水道流量的大小可根据注射时具体工艺情况进行调整，水孔的开设详细情况见装配图。10 绘制装配图运用Auto CAD软件，按照上述几章设计的尺寸，绘制模具装配总图与各零件图。总装配图按照0#图纸绘制，零件图则按照3#等图纸绘制。图样幅面应符合国家(GB4457.1-84)标准。先绘制装配草图，经指导老师认可，才进行正式图的绘制。绘图过程中严格按照国标制图标准绘制。装配图应用足够说明模具构造的投影图与必要的剖面图、剖视图，一般主视图和俯视图对应绘制。还要注明必要尺寸，如模具高度、轮廓尺寸、开模行程以与装配保证的有关尺寸和精度。画出工件图，填写详细的零件明细表和技术要求。装配结构图如图模具零件材料的选取大部分零件材料选用的45#。模具零件材料选取如表模具零件材料项目材料定模固定板Q235A定模板45#下型芯固定板45#垫板45#动模固定板Q235A推板45#导柱20上、下型芯4Cr13导套20浇口套T8A斜导柱45#总结这次毕业设计是我独立的工作工学习，通过解决问