MP4上壳注塑模具设计毕业论文

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1、 毕业设计 课题名称 MP4上壳注塑模具设计 专 业 模具设计与制造 姓 名 学 号 指导老师 完成时间 2012.4.25 目录前 言 4第一章 绪论5第二章 塑件的成型工艺性分析6第三章 注射机型号的确定11第四章 分型面与浇注系统的设计14第五章 成型零件的设计22第六章 合模导向和定位机构的设计25第七章 侧向抽芯机构的设计29第八章 推出机构和冷却系统的设计35设计总结38谢辞39参考文献40前 言 在现阶段，发展先进的生产力、离不开模具工业的发展。采用CAD/CAE/CAM、数控加工等高新技术的模具制造业，即现代模具制造业，已经成为高新技术产业的一部分，成为高新技术产业化的重要领域

2、；而且高新技术的进一步发展，也必须有现代模具制造业的支撑。发展先进文化，模具工业也肩负着重要责任和重要使命。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度。未来我国模具行业的发展将朝着模具日趋大型化、模具的精度越来越高、多功能复合模具进一步发展。随着经济的发展，热流道模具塑料模具中的比重越来越大，发展空间极大，这也满足社会发展需求，反应社会生产力的巨大转型。模具数控技术已经成为衡量一个国家生产制造水平的重要指标

3、之一，也是现在制造业的基础和核心。作为世界制造业强国的中国，国家工业和信息化部提出大力发展模具数控行业，对于我们这将是一种机遇也是一种挑战。在此，热流道技术随着模具行业的发展比例逐渐提高，这就给我们注塑模具行业带来了有利时机，MP4上壳注塑模的设计就是在注塑模具大发展的背景下应运而生。为了以后进一步向模具行业发展起了良好的开头作用。第一章 绪论1.1选题背景 如果说2003年爱可视首次将MP4概念带入中国，将MP4的发展引入了全新的境界，那么时至2007年，MP4在国内的发展一进入了一个快车道，无论是多元的功能上，还是关注度组稿的价格点上，都较之当初有了极大的改观。简单说：现在市场上的MP4，

4、普遍都是功能越来越多，越来越3D，价格也在合适位置上上下徘徊。严格来讲，中国进入MP4时代没有当年的MP3时代来得轰轰烈烈，但是也有他的亮点，比如众商家一致在烘托这个市场，一致在强调清晰的视频和完美音质，一致在追求“大屏”的视觉享受。 随后一些试验性和探索性很浓的播放器频频亮相，此时的MP4播放器无论技术性能，还是市场环境都比较趋于成熟。特别是今年，随着技术的逐步成熟，MP4的成本得到了很好的控制，市场亲和力提升以后，MP4的发展进入了普及的初级阶段。综合本行业发展趋势和我们对MP4的亲身了解，我选择设计MP4播放器外壳。这样有利于我的设计与实践更加紧密结合。1.2 本产品造型特点1. 结构简

5、单，但功能强大，实用性强。 2. 体积小巧轻便。3. 显现屏大，大大提高其可观性。4. 其功能键为圆形，美观实用且按键舒适。1.3 MP4播放器的主要功能 1. 一般具有可视化功能。2. 相同的空间能存储更多的信息。3. 不存在防震问题，更加适合运动时欣赏音乐。4. 能随心所欲编辑自己喜爱的歌。第二章 塑件的成型工艺性分析2.1 零件结构分析零件尺寸图2-1零件3D造型图2-2尺 寸：长58mm ； 宽29mm ； 高6.5mm 。技术参数：无塌陷，杂质，划痕，变形，表面光滑，平整。外壳的壁厚选择为1。精度等级采用T5低级精度。表面粗糙度选择在2.53.6之间。具体的技术数据下面报告中体现：

6、2.2 塑件材料的选择与性能2.2.1注塑材料的选择1塑料的基本概念 1、塑料的定义及组成 ：塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有 塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。 组成：聚合物合成树脂（40 100%） 辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。 2影响聚合物取向的主要因素(以注射成型为例)1、温度的影响：如果熔体温度很高，则与凝固温度之间范围宽，聚合物大分子松弛时间延长，解取向能力加强，取向程度减小。非结晶聚合物熔体温度下降到TG温度的松弛时间大于结晶聚合物熔体温度下降到TM的松弛时间，因此结晶聚合物的冷却

7、速度快，容易冻结大分子，获得较高的取向程度。2、注射压力和保压压力：增大注射压力和保压压力，提高剪切应力和剪切速度，有利于取向程度的提高。3、浇口冻结时间，采用大浇口时，浇口冻结较晚，流动过延时，在一定程度上抵消了因分子热运动而引起的解取向因此浇口附近取向显著。4、模具温度：模具温度较低时，聚合物大分子运动容易冻结，因此解取向能力减小，取向程度提高，高于慢速充模。3常用塑料分析和数据和选取一、根据以下表格和结合实际情况选取数据：（一）、常用塑料缩水率塑 胶 材 料缩水率ABS 、PMMA、 HIPS8255/1000PP+PE8/1000SAN3/1000POM15/1000塑料最小壁厚小型塑

8、件推荐壁厚中型塑件推荐壁厚大型塑件推荐壁厚HIPS0.751.251.63.25.4ABS0.751.5233.5PP0.851.451.752.43.2结合本身情况，塑胶材料选用ABS，其缩水率取5/1000。（二）、常用塑料成型性能分類塑 料 名 稱收縮率( 0/00 )逃气孔适宜深度( mm )模具温度()成型溫度()結晶性PP聚丙烯200.010.024060205288PE聚乙烯200.022060149371非結晶性HIPS 825聚苯乙烯50.022060163316ABS丙烯晴丁=烯苯乙烯50.035060220AS(SAN)丙烯睛苯乙烯20.035070191316PMMA聚

9、甲基丙烯酸甲脂(壓克力)54070204254PVC聚氯乙烯51060170210为减小解取向能力，获得较高的取向程度。模具温度选取50，成型温度为220。逃气孔适宜深为0.03。（三）、常用塑料的壁厚值（MM）根据塑料为ABS、产品为小型塑件和商家要求：壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM。（四）常用塑料拔模角度塑料名稱型 腔型 腔型 芯ABS40120351PE25452045PMMA35130301POM35130301PC3513050根据经验常用塑料拔模角度取值为: 型 腔为1，型 芯为1。总结以上情况：我选用的塑胶材料是ABS，其缩水率取5/1000。模具温度选取50，成型温度为

10、220。逃气孔适宜深为0.03。壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM。塑料拔模角度取值为: 型 腔为1，型 芯为1。ABS树脂为不透明、白色或淡黄色的粉状体或粒状体，比重1.021.08。全名是：丙烯氰丁二烯苯乙烯共聚物。2.2.2、ABS材料有以下优点性能：（1）物理性能 ABS树脂无毒、无嗅、坚韧、质硬、呈刚性，有较好的耐低温性和耐蠕变性。ABS树脂耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬抛光。（2）机械性能ABS树脂有极好的冲

11、击强度，而且在低温下强度下降不多。具有良好的拉伸强度和压缩强度。不光如此，ABS还具有较强的弯曲强度、耐磨性、抗蠕变性。（3）热电性能一般ABS的热变形温度为93，耐热级可达115，脆化温度可达-7，通常在-40时仍有相当强度。ABS制品的使用温度为-40100.ABS的热稳定性差，250时既能分解产生有毒的挥发性物质。一般ABS易燃，无自熄性。（4）电性能ABS有良好的电绝缘性，且很少受温度、湿度影响，能在很大频率范围的保持恒定。（5）化学性能ABS树脂对水、无机盐、碱及酸类几乎完全呈惰性，能溶于酮、醛、酯和氯化烃，而不溶于大部分醇类和烃类溶剂，但与烃类长期接触后软化和溶胀。ABS表面受冰醋

12、酸、植物油等化学品的侵蚀能引起应力开裂。第三章 注射机型号的确定注射成型机的选择，应根据成型塑件所需要的最大注射容量或质量、锁模力、模具的型腔数、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数。并通过 较核来选择注射机型号。3.1 制品的几何属性利用PRO/ENGNEER2001按图纸的尺寸要求画出零件实体图形，接着利用该软件“分析-模具分析模型质量属性”可以查到该制品的几何属性为:体积 = 2.0808404（cm）曲面面积 = 4.4882721 （cm2）密度 = 1.0000000 (g/ cm）质量 = 2.08

13、08404 (g)3.2 注射机参数核对1、最大注射量的计算每台注射机都有其最大注射量，成型制件加上浇注系统的总量应小于等于注射机的最大注射量。即： V = nVz + Vj 80%G式中 V一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm）； n 型腔数目 Vz单个塑件的容量或质量(cm）。 Vj浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm）。 G 注射机最大注射量(cm） 故应使nVz + Vj 0.8Vg式中 Vg注射机额定注射量(cm）。根据容积计算 nVz + Vj = 21.3137250.8Vg可见注射机的注射量符合要求。2、锁模力计算模具的锁模力为： KEFp1000T式中 F 指

14、分型面上的最大投影面积（包括制件，浇注系统、冷料穴等在分型面上的投影面积）（）； p 注塑机料杆比压（Pa）； T 注塑机的锁模力（）； K 安全系数，一般取1.11.25； E 黏度系数，与塑料的流动性、制件的结构及浇注系统的形式等有关，一般取0.250.5。据计算制件的锁模力T = 2496N。符合要求。 3、最大注射压力的核定在实际生产中，确定制件的成型机床时，之考虑最大注射量和锁模力还不够的，还必须满足注射机的额定注射压力，即： P P 式中 P 注射机料杆的额定注射比压（Pa）； P制件所需的成型比压（Pa）。很明显，上式成立，符合要求。4、型腔数量的确定本次设计MP4塑料面板的原料

15、采用ABS，该塑件的长为58mm ；宽为29mm ；深度约为6.5mm ，平均壁厚只有1mm，这样的注塑件大而薄，而且此件还有许多地方的结构比较复杂，凸台、小孔等结构，制件的制造要求较高，为了保证精度，不宜使用一模多腔，并且注意到此塑件存在侧抽芯，进一步说明不宜使用一模多腔，所以只能采用一模一腔才能满足要求。5、开模行程校核开模行程为： Smax s = H1 + H2 + 510mm式中 H1推出距离（脱模距离）（mm）； H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。开模距离取 H1 = 20包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 40余量取 8 则有：Smax s = 20+20+28

16、 =68符合要求。6、顶出装置的校对查注压成型模具设计得卧式XZ-Z-60型为中心顶杆机顶出，这种类型的注射机可不需对顶杆位置校对。符合要求。3.3 注射机型号的确定根据塑件的体积初步选定用XS-Z-60（卧式）型注塑机。SZ-60/40（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表3-1所示：表 3-1 注塑机的主要参数理论注射容积(cm）60螺杆直径(mm)30注射压力(MPa)180注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺杆转速(r/min)0200锁模力(KN)400拉杆有较距离(mm)220300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)250模具最小厚度(mm)150锁模形式双曲肘模具

17、定位孔直径(mm)80喷嘴球半径(mm)SR10喷嘴口孔径(mm)3模板尺寸(mm)200315第四章 分型面与浇注系统的设计塑料制品在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，也即是确定分型面；再根据成型塑料的性能特点、塑件的生产批量，来确定一模成型件数（即一模几腔）、浇口形式、排气系统及脱模方式等。分型面是模具结构中的基准面，是型腔设计的第一步，它直接影响制件的质量、模具结构及成型工艺性，它受制件的形状、壁厚、外观要求、尺寸精度、型腔数目、浇注系统及排气系统等诸多因素的影响，因此确定模具的分型面是模具设计中的重

18、要环节。4.1 分型面的基本形式分型面有多种形式，分型面按其位置与注射机开模运动方向的关系来分类有：分型面垂直于注射机开模运动方向，平行于开模方向，倾斜于开模方向。按分型面的形状来分类的有：平面分型面，曲面分型面，阶梯分型面和斜面分型面。该塑件的模具只有一个分型面，属平直分型面。4.2 分型面的选择原则 分型面应选在型件外形最大轮廓外，即选在型件的截面积最大处，否则，制件不能从型腔中取出。 分型面的选择应尽可能使制件在开模后留在推出机构一侧，便于制件顺利脱模，推出机构一般设在动模一侧。 保证制件精度要求。 应考虑外观要求。不要在制件的重要表面开设分型面，而应考虑在分型面处所产生的飞边是否容易清

19、除。 有利于模具的制造。 有利于排气，分型面应尽量使塑料熔体的料流末端重合，从而有利于气体排出。在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。4.3 分型面的确定根据以上原则，可确定该模具的分型面如下图4-1所示：图4-1分型面4.4 主流道的设计浇注系统为普通浇注系统。1、主流道的形式在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26。主流道的长度应尽量短，以减少压力损失，其长度一般不超过60mm。（1）主流道的尺寸 主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 2 3 = 3 + 2 3

20、 取 d = 5（mm）。 主流道的球半径主流道的球半径 SR = 10 + 1 2 取 SR = 12（mm）。 球面配合高度球面配合高度为 3 5 取 3（mm）。 主流道长度主流道长度L，应尽量小于60mm，上标准模架及该模具结构，取L = 32（mm） 主流道锥度主流道锥角一般应在26，取 = 4，所以流道锥度为/2=2。 主流道大端直径主流道大端直径 D = d+2Ltg（/）（=4） 6.3（mm） 主流道大端倒圆角倒角 D/8 0.6（mm）根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如下图4-2及4-3所示： 图4-2 主流道尺寸图4-3 主流道形式2、主流道衬套的形式主流道入

21、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即浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。浇口套常用材料为45钢、T8A、T10A等，热处理硬度为53 58 HRC。如下图4-4所示：图4-4主流道衬套3、主流道衬套的固定该模具尺寸较小，主流道衬套可以选用整体式。浇口套的结构与模板配合的形式如下图4-5所示。浇口套与模板间的配合采取H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采取H9/f9的配合，定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位，定位圈外径比注射机定模板上的定位孔小0.2mm以下。图 4-

22、5 衬套的固定形式4.5 分流道的设计该模具为一模一腔的结构，应设置分流道。分流道设计时主要考虑分流道的长度、截面形状、截面的大小、分流道的表面粗糙度布局形式。1、分流道的长度分流道的长度在可能的情况下应尽量短，以减少压力和热量损失，避免模具过大，提高成本。在四型腔模中分流道的长度应力求相等，以达到压力传递平衡，保证熔体同时均衡地充满各个型腔。分流道长度为：L = (50 + 15) 2 = 110 （mm） 2、分流道的截面形状分流道的截面形状常用的有圆形、半圆形、梯形及矩形。为了减少分流道内的热量和压力损失，应使分流道的截面最大而内表面即截面周长最小，一般用分流道的效率来表示。即S/L式中

23、 分流道的效率； S 分流面的截面大小； L分流面的截面周长。因此在选用分流道的截面形状时必须考虑分流道的效率、加工的易难程度及浇道凝料的取出问题。从上述分析，为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用半圆型截面。如图4-5。 3、分流道的截面大小根据分流道截面形状与流动理论长度的关系，再考虑到ABS的成型工艺性能，可确定分流道直径为6mm.因此，分流道截面形状如下图4-6所示： 图 4-6 分流道截面 4、分流道的表面粗糙度分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取

24、1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。5、分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式两种，分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响，该模具为一模一腔，固用非平衡式布置。4.6 浇口的设计1、浇口的形式本模具采用半圆型侧浇口。2、浇口位置选择原则浇口的位置及尺寸要求比较严格，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：输管尽量缩

25、短流动距离。浇口应开设在塑件壁厚最大处。必须尽量减少熔接痕。应有利于型腔中气体排出。考虑分子定向影响。避免产生喷射和蠕动。浇口处避免弯曲和受冲击载荷。注意对外观质量的影响。3、浇口尺寸的确定浇口结构尺寸可由经验公式得，浇口深度 h = 0.5 2.0h = n t = 0.8 取 h = 1 （mm）式中 h浇口深度（mm）; n塑料系数，由塑料性质决定； t塑件壁厚（mm）.浇口宽度 b = 1.5 5.0 取 b = 1.8 （mm）式中 A塑件型腔表面积。浇口长度 l = 0.5 1.75。为了去除浇口方便，浇口长度 l 也可取 0.72.5。所以可取 l = 1.0 （mm）。具体如下

26、图4-7及4-8所示： 图4-7 侧浇口尺寸图4-8 侧浇口4.7 冷料井的设计冷料井设计在动模上，具体如下图4-9所示： 图4-9 冷料井第五章 成型零件的设计塑料制件注塑成型后的结构与尺寸精度，主要取决于注塑模具成型零件的设计计算。5.1 凹模部分的结构设计1、凹模的形式凹模一般安装在定板上，综合本制件的特点，采用整体式凹模。因为模具为一模四腔的结构，所以需要采用四个型腔。2、凹模工作部分尺寸计算为了脱模方便型腔够设计有脱模斜度，在计算型腔尺寸时应以大端尺寸为基准，另一端按脱模斜度相应减少，这样便于修模时留有余量。 凹模径向尺寸计算凹模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：式中 凹模径向

27、尺寸（mm）； 塑件的平均收缩率（ABS收缩率为0.3%0.8，平均收缩率为0.55%）； 塑件径向公称尺寸（mm）； 塑件公差值(mm)（3/4项系数随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，取0.6）；凹模制造公差（mm）(当尺寸小于50mm时，z=1/4；当塑件尺寸大于50mm时，z=1/5)； 塑料的最小收缩率（）。凹模长度尺寸计算为：凹模宽度尺寸计算为： 凹模深度尺寸计算凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：式中 凹模深度尺寸（mm）； 塑件高度公称尺寸（mm）； 2/3项，有的资料介绍系数为0.5； 其他符号意义同上。5.2 凸模部分的结构设计凸模工作部分尺寸计算：为了方便，凸

28、模和凹模部分正好相反，以小端尺寸为基准，另一端按脱模斜度相应增大。 凸模径向尺寸计算凸模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：型芯径向尺寸（mm）；型芯的制造公差（mm）；其他符号意义同上。凸模长度尺寸计算为：凸模宽度尺寸计算为： 凸模深度尺寸计算凸模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：凸模深度尺寸（mm）；塑件孔深度尺寸（mm）；其他符号意义同上。 中心距尺寸计算,公式如下模具中心距尺寸（mm）；塑件心中距尺寸（mm）。所以5.3.侧型芯部分的结构设计 侧型芯径向尺寸计算侧型芯长度尺寸计算为：侧型芯宽度尺寸计算为： 侧型芯深度尺寸计算5.4 型腔壁厚和底板的计算注射模在成型过程中，强度不足将

29、导致模具材料塑性变形甚至开裂，刚度不足将导致模具零件弹性变形而产生溢料飞边。据此必须设计合理的型腔壁厚和支承板厚度。通常模具设计中，型腔壁厚及支承板厚度不通过计算确定，而是凭经验确定。参考塑料模具设计中的经验数据表可以得知：型腔侧壁厚度S的经验值为：S0.2L+17=0.258+1728.6mm支承板厚度h的经验数据：h0.12b0.12586.96mm第六章 合模导向和定位机构的设计注塑模闭合时为了保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构，最常见的导向定位机构是在模具型腔四周设24对互相配合的导向柱和导向孔，导柱设在动模边或在定模边均可，但一般设在主芯型

30、周围。 导向机构主要有导向定位和承受注塑时产生侧压力三个作用：a) 导向作用动定模合模时按导向机构的引导，使动定模按正确方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或因定位不准而相互碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少68mm。这对于移动式模具采用人工合模时特别重要。b) 定位作用在模具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模合模构成的尺寸的精度，例如定位不准引起桶形塑件壁厚不均或尺寸精度下降。c) 承受注塑产生的侧压力当塑件形状不对称或通过侧浇口注入塑件时都会产生单向侧压力，该力会使动定模在分型面处产生错动，当侧压力很大时，还不能单靠导柱来承担，需要设锥面或斜面进行定位，例如采

31、用圆锥面作分型面能起很好的定位作用。 对导柱尺寸和结构有以下几点要求：(1)直径和长度 导柱的直径在1263mm之间时，按经验其直径d和模板宽度B之比为d/B0.060.1，圆整后选标准值。导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径，其形位公差与尺寸公差的关系应遵循包容原则，即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格。导柱长度应该比凸模端面的高度高出68mm(2）)形状 导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，锥形头高度取与相邻圆柱直径的1/3，前端还应倒角，使其能顺利进入导向孔。大中型模具导柱的导向段应开设油槽，以储存润滑油脂。(3)公差配合 安装段与模板间采

32、用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合（间隙配合）H7/f7。(4)粗糙度 固定段表面用Ra0.8,导向段表面采用Ra0.4。(5)材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用中碳钢（45号钢），碳（0.50.8mm深），经淬火处理（RC5660）或碳素工具钢（T8A，T10A）经淬火或表面处理（HRC5055）。 对导套尺寸和结构设计有以下几点要求。导向孔可以直接加工在模板上，这种结构加工简便，但模板上未淬火的导向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具，多数模具的导向孔镶有导套，它既可淬硬以提高寿命，又可在磨损后方便更换。（1）形状 可分为直导套和带轴肩导套两类。（2

33、）公差配合与表面粗糙度 导套内孔与导柱之间采用动配合H7/f7。 外表面与模板孔为较紧的过度配合H7/n6（直导套）或H8/K7带轴肩导套），其前端可设计长3mm的引导部分，按松动配合H8/e7制造，其粗糙度内外表面均可用Ra0.8或Ra1.6。（3）材料 导套的材料可用耐磨材料，如铜合金制造，当用碳钢时也可采用碳素工具钢淬火处理。硬度HRC5055，或采用45号钢碳淬火，其表面硬度为HRC5660，但其硬度最好比导柱低5度左右。本注塑模选带轴肩的导套，导套、导柱与模板间均采用过渡配合的固定方式。此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不需要用定位机构，可直接由导向机构定位。本模具采用导柱

34、导向。1、导柱的设计本模具采用带头导柱。该导柱直径由标准模架知为20。导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为55HRC以上或45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC以上。导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6配合。导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合；根据实用模具设计简明手册得如下图6-1及6-2所示： 图6-1 带头导柱尺寸 图6-2 带头导柱2、导套的设计结构形式：采用带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其配合精度。导套的端面应倒圆角，导柱孔最

35、好做成通孔，利于排出孔内剩余空气。导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。 图6-3 导套3、导柱与导套的配合形式导柱与导套的配用形式要根据模具的结构及生产要求而定，该模具采用的配合形式如下图6-4所示:图 6-4 导柱与导套的配用第七章 侧向抽芯机构的设计本模采用斜导柱抽芯机构。且斜导柱设在定模，滑块设在动模。斜导柱是分型抽芯机构的关键零件，其作用是：在开模时将侧抽芯拔出来，而在合模过程中将侧型芯与滑块顺利复位到成型位置。抽芯形式其结构如图7-1： 图 7-1如图4-6所示，此侧向抽芯机构是由（15）斜导柱等构成。侧

36、向抽芯的实现是在开模时定模底座带动斜导柱运动，而斜导柱又带动（2）定模板运动分开，从而实现侧抽芯。a) 侧向分型抽芯距的确定一般情况下，侧向抽芯距通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧凹凸台的高度大23mm。塑件上侧凹深27mm，。定抽芯距最少为（13）mm即4mm。侧向分型抽芯力的计算其中，Fc抽芯力（N）c侧型芯成形部分的截面平均周长。h侧型芯成形部分的高度。p塑件对侧抽芯的收缩力（包紧力），模内冷却的塑件，p（0.81.2）X 107 Pa。取p1.0 X 107 Pa。塑件在热关态时对钢的摩擦系数，一般0.150.2，取0.18。侧抽芯的脱模斜度或倾余角，取20。代入上式得: b) 斜导柱

37、的设计1斜导柱形状 采用圆形截面的斜导柱，其图如7-2。 图如7-2。2确定斜导柱倾角 当值增大时，要获得相同的抽芯力，则斜导柱所受的弯曲力要增大，同时所受的开模力也增大，因此，从希望斜导柱受力较小的角度考虑，愈小愈好，但是当抽芯距S抽一定时，值的减小必然导致斜导柱工作部分长度及开模行程的增大，且它们之间的相互关系是： = S抽sin =S抽cot 式中 S抽抽芯距 斜导柱工作部分长度 完成抽芯时所需的开模行程 因为开模行程受到注射机开模行程的限制，而且斜导柱工作长度的加长会降低斜导柱的刚度，所以斜导柱斜角应综合考虑本身的强度，刚度和注射机开模行程。从理论上推导，取2230为宜，在生产中斜角取

38、15 20，最大不超过25。故斜导柱的倾角取=20。3斜导柱尺寸的计算1) 斜导柱的直径计算由抽芯力Fc，倾角20，查表得最大弯曲力Fw、Hw，根据Fw和Hw以及，查表得斜导柱直径为20mm。2) 斜导柱所受弯曲力的计算P=Q/cosa=119.32/0.94=126.9Mpa3) 斜导柱的有效长度计算L=ab=s/sina=88.24mma) 斜导柱抽出长度 L2=s/sina+d/2*tana=924) 斜导柱总长度L2=【D+d/2】tana+h/cosa+s/sina+(10-15)mm=138.24mm5) 最小开磨行程H=Scota=Lcosa=82.9mm6) 斜导柱的材料及安装

39、配合图 7-3 斜导柱斜导柱的材料多为T8,T10等碳素工具钢，也可以用45钢渗碳处理。此斜导柱的材料选45钢。由于斜导柱经常滑动摩擦，热处理要求硬度HRC55。表面粗糙度Ra0.8m。斜导柱与其固定的模板之间采用过度配合H7/m6。为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/b11，或在两者之间保留0.51mm的间距。c) 滑块与导滑槽的设计 1）滑块设计 滑块是斜导柱抽芯机构中的重要零部件。她上面安装有侧向型芯或成型镶块，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体制品和模具结构灵活设计，既可与型芯做成一个整体，也可采用组合装配结构，整

40、体式结构多用于型芯较小和形状简单的场合，而组合式结构则市把型芯与滑块分开加工，然后装配在一起，采用组合式结构可以节省优质刚材（型芯用钢一般比滑块用钢要求高），并使加工变得比较容易。 2）滑槽设计 侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求运动平稳且具有一定精度。设计滑槽时应注意下面问题：滑块完成抽拔动作后，其滑动部分仍应有全部或部分长度留在滑槽内。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在滑槽内的长度不应小于这个数值的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。如果模具尺寸较小，为了保证滑槽长度，可以把滑槽局部加长，使其伸出模外。 滑槽地滑块的导滑部位采用间隙配合，配合

41、特性选用H8/g7或H8/h8，其他各处均应留有间隙，滑块的滑动部分和滑槽导滑的表面粗糙度均应小于0.63-1.25um。滑块与滑槽的材料 滑块可用45钢或碳素工具钢制造，导滑部分要求硬度40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45钢或碳素工具钢制造，要求硬度为52-56HRC。3）滑块的导化滑形式 为了确保侧型芯可靠的抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳上下窜动和卡死现象，滑块与导滑槽必须很好配合和导滑。滑块与导滑槽的配合一般采用H7/f，其配合结构形式主要根据模具大小，模具结构和塑件的产量选择，常见的形式如下图所示： 图（a）为整体式滑块与整体式导滑槽，结构紧凑，但制造困难，精度难控制主要

42、用于小型模具的抽芯机构；图（b）表示导滑部分设在滑块中部，改善了斜导柱的受力状态，适用于滑块上下无 支承板的场合；图（c）是组合式结构，容易加工和保证精度。 4）滑块的定位装置 为了保证斜导柱伸出端准确可靠地进入滑块斜孔，则滑块在完成抽芯动作后，必须停留在一定位置上。为此，滑块需有灵活，可靠，安全的定位装置。如下图所示：图（a）是利用能够滑块自重停靠在挡板上，达到定位目的，它适用于卧式注射机向下和向左，有抽芯的模具。图（b）是依靠弹簧的弹力使滑块靠在限位块上定位，在模具的任意方向丑芯均可采用，尤其向上抽芯的模具。5）楔紧块的设计 楔紧块的形式如下图所示： 图（a）为楔紧块与定模板作成整体，特点

43、是材料耗量大，加工不便，磨损后修复困难，但牢固可靠，刚衅好刚性好，适用于楔紧力要求很大的场合。图（b）是用螺钉，销钉固定形式，便于制造，装配和调整，适用于楔紧力不大的场合。图（c）（d）为整体镶入式，常用在模板边缘与足够固定位置的场合。图（e）是对楔紧块起加强作用的形式，适用于抽芯距较短而需楔紧力大的场合。楔紧块的楔角，要求楔紧块的楔角必须大雨斜导柱的斜角，这样当模具一开模，楔紧块就让开，否则斜导柱将无法带动滑块作抽芯动作，一般=+(2 3 ) 第八章 推出机构和冷却系统的设计8.1 推出机构的设计在注射成型的每一个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出来的机构称为推出机构，也叫顶出机构

44、或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。1、 推出机构的结构设计要求：制件留在动模。制件在推出过程中不变形、不损坏。不损坏制件的外观质量。合模时应使推出机构正确复位。推出机构动作可靠。另外要求推出机构本身有足够的强度和刚度。2、推出机构的选择由于推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式，设置推杆的自由度较大、而且推杆截面大部分为圆形容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度、推杆推出时运动阻力小、推出动作灵活可靠、损坏后也便于更换。因此采用推杆推出机构。3、 推出力的计算塑件壁厚与其内孔直径之比小于1/20，为薄壁壳体形塑件，且塑件断面为矩

45、环形，故所需脱模力的计算公式如下： 式中 E塑料的拉伸模量（MPa）（可由表查得ABS的拉伸模量为 1.91 1.98）； 塑料成型平均收缩率(%)(可由表查得ABS成型平均收缩率为0.4 0.7)； t塑件的平均壁厚（mm）； L塑件包容型芯的长度（mm）； 塑料的泊松比（可由表查得ABS的泊松比为0.38）； 脱模斜度（该模具脱模斜度选定为 2）； f塑料与钢材之间的磨擦系数（可查得ABS与钢材的磨擦系数为0.20 0.25）； r型芯大小端平均半径（mm）； B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积(cm2)，当塑件底部上有孔时，10B项应视为零； K1由f和决定的无因次数，可由下式计算

46、：1也可根据塑料与钢材的磨擦系数和脱模斜度由表查得 K1=1.0070。代入计算，得 = 3.64 kN具体如下图8-1所示:图8-1 推出机构图 经过综合分析选择A1型模架，即只有定模板和动模板两块组成，无支撑板。A1型模架以及单分型面的模具一般采用一次推杆推出机构。8.2 冷却系统的设计在注射成型中，模具的温度直接影响到成型制件的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不同。查模具设计大典得ABS成型的温度在40-60度。但是由于模具不断地被注入熔融塑料加热，模温升高，单靠模具本身自然散热是不够的，因此，必须加冷却装置。如果不加，塑件容易产生内应力和表面瑕疵

47、。由于水的热容量大、传热系数大、成本低、使用方便、冷却效果好等特点，再结合本模具的特点，采用循环水道的冷却系统。8.2.1 设计注意点：1） 冷却水道的直径大小与数量既要使成型零件表面冷却均匀，使模具的温差不大，又必须便于加工和清理及保证模具的强度。2） 冷却水道与成型面各处应取相同的距离，并使水道的排列与成型面的形状相符。3） 冷却水道距型腔的距离应适当。4） 对热量积聚大，温度高的部分应加强冷却。5） 冷却系统应防止漏水特别是不能渗透到成型区域内。6） 冷却水道应避开塑件可能出现熔接痕的部分，以免由于模具在这个部位形成低温区，产生熔接痕或因熔接不牢而降低塑件强度。7） 在模具总体设计过程中

48、，应兼顾考虑冷却水道的设计方案，并给冷却水道留下足够的空间。8.2.2 冷却系统的结构设计中等深度的塑件，采用侧浇口进料的中等深度的壳形塑件，在凹模底部与型腔表面采用等距离环型槽冷却的形式都能够缩短冷却时间，提高生产效率。同时，减低熔体温度，减少传递热量，也是缩短冷却时间的途径之一。 具体如图8-2所示： 图8-2根据牛顿冷却定律，冷却介质从模具带走的热量为 式中 Q 模具与冷却系统所传递的热量 （J）；k 冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数 J/； A 冷却介质的传热面积（）； 模具温度与冷却介质温度之差（0C）； t 冷却时间（s）；由上式可知，当需传递热量Q不变时，可通过1) 提高传热系

49、数K ，而通过提高冷却介质的流速便可达到提高传热系数的目的；2) 提高模具与冷却介质间的温差；3) 增大冷却介质的传热面积A，而通过开设水管的尺寸尽可能大，数量尽可能多就可以增大传热面积。 设计总结通过这次毕业论文的设计，我对注塑模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到了一种科学的设计思路和方法，这对我们以后的工作态度和方法将产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上，我有了很多的自己的设计思想。在设计的过程中，遇到了很多的问题，尤其是在流道的设计、抽芯机构的设计以及成型零件的计算等方面，费了很多周折，也走了很多弯路。而在装

50、配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。当然，本模具的设计也存在了很多的问题，在实际中也许并没有办法正常运作。毕竟是在学校做毕业设计，难免会存在各种各样的问题。 参考文献1 邓明.实用模具设计简明手册 M .北京：机械工业出版社，2005.2 党根茂，李集仁，骆志斌等.模具设计与制造 M . 西安：西安电子科技大学出版社，1995.3 孙恒，陈作模.机械原理 M .高等教育出版社，2000.4 濮良贵，纪名刚.机械设计 M .高等教育出版社，2000.5 黄毅宏，李明辉.模具制造工艺学M.机械工业出版社，2003.6 马晓均，种均祥.画发几何及机械制图 M .广州：华南理工大学出版社,1998.7 模具制造手册编写组. 模具制造手册M. 机械工业出版社，19968 陈为，谢玉书. Pro/ENGINEER wildfire 模具设计实例教程M.北京：清 华大学出版社，2006.9 李奇，朱江峰。模具设计与制造 M.北京：人民邮电出版社，2008.37