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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706剃须刀后盖注塑模具设计摘 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。本模具设计的课题是剃须刀后盖，针对其进行了相关的工艺设计和模具设计。设计中利用CAD软件对模具进行计算分析，提高了模具设计合理性。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和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后对导柱和导套进行了参数化设计。
2、本模具在节约模具成本、缩短生产周期、提高模具寿命取得了较大的成就。关键词：注塑模；剃须刀后盖；冷流道；浇注系统；顶出系统。The Design of Shaver Cover Injection MoldAbstract：Plastic industry is one of the quickest industry classes that develops in the world, and the injection mold is among the development, therefore, the research on the injection mold pays larg
3、e significance on the understanding of the production process of the plastic product and improvement of the product quality. This mold designs topic is the shaver cover, according to the related shaver cover，I did associated process design and die design. In this design，I used CAD software to do cal
4、culation and analysis of mold, in order to improve the mold designs rationality. It introduced the basic principle of injection mold, paid great care in the structure and the principle of work of the single parting face, proposed the basic principle of design; it also presented the design process of
5、 the gating system and the ejection system of the cooling runner of the injection mold. Finally it parameterized the guide pin and the guide bushing. The mold have made great achievements in saving mould cost, shorten the production cycle and improve the dies life.Key words：Injection mold; Shaver co
6、ver; Cooling runner; Gating system; Ejection system.1 前言剃须刀是用于个人洗卫的工具，其需求量巨大，外形美观，具有重量轻、易清洁、耐磨、耐腐蚀老化、强度高、使用寿命长、制作方便、价格实惠等特点。此塑件为剃须刀机身的后盖，制品的厚度较薄，且结构形状较为复杂。选用材料为热塑性塑料ABS，采用注射成型。注射成型是将塑料经过料筒加热之后，通过注射机将熔融的塑料注射到具有一定形状的型腔之内，而达到成型目的。它具有成型周期短，能一次成型形状复杂、尺寸精度的塑料制品。其生产率高，易实现自动化生产。在设计过程中，我先对塑件的原材料进行分析，了解它的成型工艺
7、性能、主要用途等，然后根据塑件的形状结构，结合ABS的性能，初步选取注射机。本模具利用CAD软件对模具进行计算分析，参考模具设计有关资料，最后选出了顶杆等装置，让模具在精度、可行性以及脱模等方面有了较为突出的优势。设计当中，利用CAD软件进行辅助，不仅加快了模具设计的速度，更是让模具设计更为合理，并预先知道其可行性。在多种模具结构中选取最优的一种1。最后利用CAD绘图软件对模具的图纸进行清晰的表达，使模具结构让人一目了然。通过计算与对模具结构的分析，分别设计出模具的成型零部件、浇注系统、推出机构、冷却系统等。本模具通过计算与综合考虑，在节约模具成本、缩短生产周期、提高模具寿命、实现中批量生产等
8、方面取得了较大的成就。由于本人水平有限，模具设计与制造知识不够完善，所以设计中难免出现或多或少错误，在此希望读者在阅读时加以批评指正。2 拟定模具结构形式2.1 确定型腔数量及排列方式2.1.1 塑件成型工艺性分析该塑件是剃须刀后盖，如下图所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大，材料为ABS（收缩率在0.4%0.8%范围内），在本设计中选用的收缩率为0.5。成型工艺很好，可以注射成型2。该产品主要用于剃须刀后盖，要求表面光滑、无明显的浇口痕迹，故采用点式浇口。如图1、图2、图3所示：图1 剃须刀后盖Fig.1 The shaver cover图2 剃须刀后盖 图3 剃须刀后盖Fig.2 The
9、 shaver cover Fig.3 The shaver cover2.1.2 ABS材料分析 ABS材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。ABS属于热塑性塑料，外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒，无味。密度1.081.20g/cm3成型温度范围（180-240）,成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的的机械强度和一定的耐磨性，耐油性，化学稳定性和电气性
10、能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。2.1.3 塑料成型工艺性能分析及脱模斜度塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，对注塑材料ABS工艺特性进行分析： （1）收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。一般对于大型模具的收缩率计算，我们采用实际收缩率进行计算：SS=a-b/b100% （SS:实际收缩率；a:模具或塑件在成型温度时的尺寸；b：塑件在室温时的尺寸；c：模具在室温时的尺寸） 对我所设计的零件属于小型的模具，所以采用SJ=c-b/
11、b%（Sj：为计算收缩率） 由于本次毕业设条件的原因，没有办法自己去测量出：c - b值。于是我们通过查找资料塑料成型工艺与模具设计附录B 常用塑料的收缩率，可得：ABS塑料成型收缩率为：0.003-0.008，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会影响塑料的收缩率变化。我们取一个相对平均值：0.005。（2）流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷。但流动性太好，又会在成型时主生严重的飞边。ABS材料属于热塑性塑料，分子成线型，具有良好的流动性。其次：料温，压力，模具结构都会影响塑料的流动及充模
12、能力。（3）吸湿性 吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小分类，ABS塑料属于吸湿性塑料，吸水率为:0.05%-0.5%。在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上出现气泡，银丝与斑纹等缺陷。因此，在成型前必须进行干燥处理。一般干燥温度取80-90，干燥时间为两小时。（4）热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而影响到塑件的性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会释放出一些挥发性气体，这些气体一般具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，还是模具都会造成一定的影响。ABS塑料成
13、型温度为210-250，经查中国人力资源专家网提供的材料编经验值得，到达260变色，于料温达到280时，塑料出现分解。于是注塑成型是，一般取210-250。 综上所述：ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：型腔40140型芯30。ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等.3由于制品冷却后产生收缩时会紧紧包在凹模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔,为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤、擦毛等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。ABS的脱模斜度取0.3
14、，本零件高度比较小，可以不采用脱模斜度。2.1.4 型腔数目及排列方式型腔数量主要是根据塑件的质量、投影面积、几何形状（有无抽芯）、塑件精度。批量大小以及经济效益来确定，以上这些因素有时是互相制约的，在确定设计方案时，须进行协调，以保证满足其主要条件。为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并提高塑件精度，模具设计时应该确定型腔数目。常用的方法有两大类：一是按技术参数确定型腔数目；二是按经济性确定型腔数目。型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计及型芯的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇注口
15、的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。该塑件精度要求一般，精度等级为4，生产批量比较大，可以采用一模多腔的形式。选择合适的浇口位置十分重要，对此，我充分考虑力各种各式对浇口位置，最后选择了以塑件卡紧位置为浇口位置，这样对模具对脱模，型腔的布置都十分有利，结合考虑模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图4示：图4 型腔排列方式Fig.4 The arrangement of cavity2.2 模具结构形式的确定此处已删除图21 导套Fig.21 Guide sleeve（3）导套结构和技术要求a.形状 为使导柱顺利进入导套，在导套
16、的前端应倒圆角。导柱孔最好做成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。b.材料 导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造，其硬度一般应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。c.固定形式及配合精度 该封头模具采用H7/r6配合镶入模板，并在台肩处装上紧定螺钉来固定。7 脱模机构及复位机构的设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。7.1 推出机构的组成7.1.1 推出机构的组成推出机构主要由推出零件、推出零
17、件固定板和推板、推出机构的导向与复位部件等组成。推出机构中，凡直接与塑件相接触、并将塑件推出型腔的零件称为推出零件。常用的推出零件有推杆、推管、推件板、成型推杆等。7.1.2推出机构的分类推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气动推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或从模具中吹出。推出机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出
18、机构、成型推杆（块）推出机构、多无综合推出机构等。另外，也可根据模具的结构牲来分类。7.1.3 推出机构的设计原则推出机构应尽调协在动模一侧。由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。(1） 保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置，从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。(2） 机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承
19、受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利地脱模。(3） 良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。(4）合模时的正确复位设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。7.2 本模具的推出机构7.2.1 推出机构的选择(1) 采用普通推杆和斜推杆，每个塑件有5个普通推杆，一个斜推杆，共为6个；(2) 推杆应设在脱模阻力大的地方；(3) 推杆应均匀布置；(4) 推杆应设在塑件强度、刚度较大处，故设在塑件有弧度处，此处强度和刚度都较大；(5) 推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/f7或H8/f8的间隙配合；(6) 通常推杆装入模具
20、后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面0.050.10mm； (7) 推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm1mm的间隙（由于该套模具各塑件的6个推杆分布不是很紧凑，故采用单边0.5mm的间隙），这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因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； (8)推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度为Ra0.8。7.2.2 斜推杆斜推杆柱的斜角一般为510，最大不得超过15，本设计采用5，斜推杆的尺寸如下图所示。图22 斜推杆 Fig.22 Oblique putter在本设计中，虽然推杆
21、长度很高，但是由于尺寸比较小,且推杆的宽度相对于塑件足够大，故完全符合其强度，刚度的要求，但在模具中则考虑其他尺寸的装配，材料多采用优质钢材T8A、T10以及20号钢渗碳处理，淬火硬度55HRC以上。表面粗糙度要求Ra1.6。具体形式如图22所示：(1) 最小开模行程计算最小开模行程是指抽出侧滑块所必需的开模运动距离H，其公式如下： （17） 式中 H最小开模行程，mm； S抽拔距，为7mm； 斜推杆斜度，5。 (2) 斜推杆的强度校核其公式如下： （18） 式中 斜推杆的强度，MPa； L1力臂长度，m； d斜推杆的长度，m。 而钢材的许用应力为200MPa，所以选取的斜推杆直径符合要求。7
22、.3 脱模阻力的计算塑件壁厚与其内孔直径之比大于1/20，为厚壁壳体形塑件，且塑件断面为圆环形，故所需脱模力的计算公式如下：（分别计算定、动模上型芯的脱模阻力） （19）式中 E拉伸模量，聚丙烯为6.5 成型平均收缩率，为0.5% t塑件的平均厚度，约为1.6mm L塑件包容型芯的长度，为1mm 泊松比，0.32 脱模斜度，为2 f塑料与钢材之间的摩擦因数，为0.3 R型芯直径，为R=1.7m B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm2），当塑件底部有通孔时，10B项应视为零 K1由f和决定的无因次数，可由下式计算： 1 K2由（=R/t）和决定的无因次数，可由下式计算 =5.94 代入
23、得 Q=716.88N0.71688kN根据本模具的设计，本模具的动力机构完全可以克服脱模力，本脱模机构设计完全符合标准，具体图参看装配图。7.4 复位机构设计有脱模机构就必须有复位机构，复位机构得作用主要是脱模后回到合模状态以进行下一次注射，本模具中虽然有侧向抽芯机构，但是由于是内测抽芯，且滑块较小，与推杆的干涉问题不大，故可以直接采用一般的复位机构，可以满足设计的要求。其示意图如图23所示: 图23 复位杆Fig.23 Reset level8 模具的试模与修模8.1 模具工作过程开模时，注塑机开、合模系统带动定模座板以后的部分后移，首先由橡胶、尼龙拉模扣的作用在水口板与定模板之间移动一段
24、距离，把浇口里面的凝料拉断，拉杆端部的与动模座板接触，在带动水口板移动，把主流道里面的凝料拉出来，然后在定模部分的辅助分型面之间自行脱落或由人工取出，完成分型。 合模时，模具在注射机推杆的作用下，由推杆推动推板在推动复位杆进行复位和导柱导套的定向作用，同时弹簧压缩，完成合模过程。试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。8.2 试模中遇到的问题首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。8.2.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，
25、是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：注射压力过高，或者注射保压压力过高。（1）注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。（2）冷却时间过短，物料未能固化。（3）模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。（4）型腔内壁残留凹槽，分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。8.2.2 粘着模芯（1）注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。（2）冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。（3）模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4）机筒与喷嘴温度过高，不利于在
26、设定时间内完成固化。（5）可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。8.2.3 粘着主流道（1）闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2）料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3）主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。 （4）主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51mm。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。8.3 成型缺陷当注射成型得到了近乎
27、完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。8.3.1 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：（1）熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。（2）型腔排气不
28、良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。（3）锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。8.3.2 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：（1）注射过量（2）锁模力不足（3）流动性过好（4）模具局部配合不佳（5）模板翘曲变形8.3.3 制件尺寸不准确初次试模时，经
29、常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。（1）尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。（2）尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸改变，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。9 设计结论经过
30、几个多月的紧张设计，我对注塑模具基本结构、设计方法与流程有了个比较全面的了解，但对于模具制造方面的知识还很欠缺。在这个不断学习、设计、修改的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到了一种科学的设计思路和方法，也让我认识到了对科研与生产实践应持有一丝不苟的态度，这对我们以后的学习、工作和生活将产生积极的影响。设计的过程是一个学习的过程，更是一个对所学知识的灵活应用的过程。它要我们将所学的知识作一次彻底的总结，并在设计中发现自己的缺点和不足。这是我们在离开校园走向工作岗位之际，在我们的知识结构和层次上作最后一次的完善和提高。在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教各位老师有关模具方面
31、的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺，主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。在这次设计过程中得到了陈文凯老师以及许多同学的帮助，特别是陈文凯老师的悉心指导，使我受益匪浅。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满
32、的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师指正。参考文献1 王树勋等.典型模具结构图册M，广州， 华南理工大学出版社. 2005.4.2 王广文等. 塑料注射模具设计技巧与实例M， 北京，化学工业出版社. 2004.1.3 陈志刚.塑料模具设计M，北京：机械工业出版社，2003.84 马正元. 基于虚拟现实的注塑模工作过程仿真J,沈阳工业大学学报2004，2(1):13.5 王卫卫.材料成形设备M，北京： 机械工业出版社，2006.1 6 冯炳尧.模具设计与制造简明手册M，北京：人民邮电出版社，2001.117 杨古尧.pro/engineer w
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36、 Computer-Aided Design, 1998, 3(7): 377-389.致 谢在这几个月的时间里，我以饱满的热情，全身心地投入自己的设计中，现在看到自己的设计能得以铅印并装订成册，甚为高兴，作为一名积极寻求发展的毕业生，我的心里变的更加踏实与自信。这次毕业设计是对我四年所学的专业知识的一次检阅，对我的动手操作能力、信息收集能力、文字表达能力等都是一次不小的锻炼。通过此毕业设计，使我深刻地认识到作为一名模具设计者，首先要具有扎实的专业基础知识、前面的专业知识以及计算机软件应用等方面的知识。其次是要具备严谨的科学态度和踏实的工作作风。公路的初步设计看似简单，实际是一项工作量大而且细致的工作。每一个环节的设计都与整体设计密切相关，而且能考验一个人对知识的驾驭能力。在做设计之前，阅读了大量参考文献，为我的设计打下了良好的基础。在设计中运用了所学的专业知识，将理论与实际有机的结合起来，努力作到了使设计经济、合理、实用.培养了我严谨、细致、一丝不苟的工作作风。为今后走上工作岗位打下了良好的基础。在这次毕业设计中，感谢陈文凯老师悉心指导，让我如期的完成毕业设计，再次表示衷心的感谢。同专业的同学在设计中给了我不小的帮助，使我如期、顺利的完成了毕业设计，在次深表感谢！
