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1、哈尔滨理工大学专科生毕业论文哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计题 目：肥皂盒底座注塑模模具设计专业年级： 刮开 学生姓名： 刮开 学 号： 刮开 指导教师： 刮开 哈尔滨理工大学荣成学院完成时间： 1949 年 10 月 1日哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计（论文）评语学生姓名：刮开 学号：刮开学 院：刮开 专业：刮开任务起止时间：刮开毕业设计（论文）题目：肥皂盒底座注塑模设计指导教师对毕业设计（论文）的评语：指导教师签名： 指导教师职称： 评阅教师对毕业设计（论文）的评语：评阅教师签名： 评阅教师职称： 答辩委员会对毕业设计的评语：答辩委员会评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 答辩委员
2、会主席签名： 职称： 年 月 日哈尔滨理工大学荣成学院专科生毕业设计（论文）任务书学生姓名：刮开 学号：刮开学 院：刮开 专业：刮开任务起止时间： 刮开毕业设计（论文）题目：肥皂盒底座注塑模设计毕业设计工作内容：1. 搜集模具相关资料及前期准备工作（5月7日5月13日）2. 浇注系统，成型两件，模架，排气槽的设计（5月14日6月3日）3. 模具相关知识与制作中的总结4. 模具主要零件图的绘制5. 撰写设计论文，准备毕业答辩（6月4日6月21日）资料：1. 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京高等教育出版社.2006社.2000.2. 陈志刚.塑料模具设计.北京机械工业出版社.2002.3. 王
3、孝培主编.塑料成型工艺与模具简明手册.北京机械工业出版社.2000.4. 侯维芝.杨金风.模具制造工艺与工装.北京高等教育出版社.1997 .5. 李海梅.注塑成型及模具设计实用技术.北京化工业出版社,2002.指导教师意见： 签名：年 月 日系主任意见：签名：年 月 日肥皂盒底座注塑模设计摘要本论文是对肥皂盒底座注塑模具设计。首先介绍了塑件的工艺分析，其中包括塑件设计要求，塑料特征，收缩率及密度等，根据塑件的大小确定注射量大小，采用一模两腔。从而确定注射机为 XS-ZY-125型卧式注射机。其次，对注塑模具设计的有关计算，主要包括，型腔的计算，注射机模架的选用，浇注系统的设计，导向机构和推出
4、机构的设计，冷却系统的设计等，所有数据计算结束后，通过校核满足条件后，绘制模具总装配图。关键词肥皂盒底座；注塑模； ABS；不要删除行尾的分节符，此行不会被打印4目录摘要I第1章 绪论11.1 课题背景11.2 本文的主要研究内容3第2章 塑件工艺分析42.1 塑件技术要求42.2 塑件的尺寸与结构42.3 塑件的材料特征52.4 塑件材料的确定62.5 塑料的收缩率及密度确定62.6 模具种类与模具设计的关系72.7 本章小结7第3章 注射机及模架的选用83.1 注射机的选用83.2 模架的选用83.3 模架周界的尺寸选择93.4 本章小结9第4章 模具结构设计104.1 型腔工作尺寸计算1
5、04.2 型芯的工作尺寸计算114.3 模具中孔中心距计算134.4 制品成型位置及分型面选择134.5 模具型腔数的确定、排列和流道布局134.6 主流道、主流道衬套及定位环设计144.7 分流道的形状及尺寸164.8 浇口的形状及位置选择174.9 导向机构设计194.10 推出机构设计194.11 拉料杆的形式选择204.12 模具排气槽设计204.13 模具冷却系统计算204.14 本章小结23第5章 模具装配图及工作原理245.1 总装图245.2 工作原理24结论1致谢2参考文献3千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要
6、忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行2- -第1章 绪论1.1 课题背景塑料制品的使用越来越泛，在很多方面，它己成为金属制品的替代物。塑料模具作为成型方式中的一种，是家用电器、汽车和航空航天等领域中塑料制品的重要生产工具。并且随着 塑 料 工业的迅猛发展，人们对塑料制品的质量要求越来越高，外形在满足性能要求的同时也变得越来越复杂，而且产品品种多、更新快、价格低，市场竞争剧烈。据统计，日本一万多家模具企业中，生产塑料模具的就占40%;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43%。塑料模具是塑料产品开发中至关重要的一个环节，也是批量产品得以投放市场的先决条件1。在塑料模具中，由于注塑模具能够一次
7、成型形状复杂、尺寸精确的制品，适用于高效率、大批量的自动化生产方式，使其在塑料模中的占用量超过了50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，为了适应市场竞争对塑料模具的交货期短、质量好、价格低的要求，模具制造行业就必须以最快的速度、最低的成本、最高的质量生产出塑料模具来2。在今天这样激烈竞争的环境中，客户对缩短注塑模具设计和制造周期的要求日益迫切。缩短模具设计和制造周期，成了模具企业间竞争取胜的重要因素之一。与模具成型零件变化多样相比，模具基本结构和常用零部件的变化要少得多。设计中相当一部分时间花在结构类似的零部件设计和绘图上。可见，缩短这些常用零部件的设计时间，能极大地提高模具设计的效率和缩
8、短模具的交货期。因此，对引进CAD/CAE/CAM系统，进行本地化、用户化的二次开发具有重要的实际意义。通过建立必要的标准模架库，充分地发挥计算机和CAD软件的功能，才能达到缩短模具设计周期，提高模具设计水平的目的，使科学技术转化为实实在在的生产力3。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。塑料模CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，塑料模CAD/CAE/CAM技术的重要性正逐渐被模具界所认识，其中注塑模具应用软件的发展引人注目。据统计，在国外，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD
9、技术的75% ，在我国，注射模CAD技术也在不断地应用和推广中4。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业的发展5。模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具
10、制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，就中国就有比较远大的市场，所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模6。 塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来
11、的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的，塑料模的优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料
12、模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此7。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱8”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提9。塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计
13、与制造水平，常标志一个国家工业化的发展程度10。1.2 本文的主要研究内容本文的主要研究内容是进行肥皂盒产品的注塑模具设计。依据塑件的结构特点及其工艺性，进行注射机及模架的选用，以及模具型腔、型芯的计算与设计，还有模具主流道分流道设计、浇口套位置选择、导向机构和推出机构设计等主要内容。最后，绘制模具装配图。第2章 塑件工艺分析2.1 塑件技术要求为满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。浇口的分流道位于分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的顶端部注入型腔，因而塑件表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。图2-1零件图技术要求:塑
14、件表面质量：Ra0.32塑件颜色：白色 塑件材料：ABS塑件要求：塑件外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹,塑件允许最大脱模斜度。2.2 塑件的尺寸与结构为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸公差精度等级。表2-1 塑件有关尺寸精度等级参数基本尺寸/mm精度等级12345678公差数值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440
15、.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.465-850.140.190.260.380.520.761.01.685-1000.160.220.300.440.600.881.21.8100-12
16、00.180.250.340.500.681.01.42.0120-1400.280.380.560.761.11.52.2塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。表2-2塑件精度等级参数塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度低精度ABSMT2MT3MT5由塑件的工作环境知道工件的精度要求较高，所以精度等级选择一般精度由表1、表2可查得模具加工时的各尺寸工差。2.3 塑件的材料特征基本特征： ABS是由丙烯腈，丁二烯，苯已烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABC具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬
17、度，丁二烯使ABS坚韧，苯已烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒，无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.02-1.05g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的力学强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水，无机盐，碱，酸类对ABS几乎无影响，在酮，醛，氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为
18、93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同和应用。可分为超高冲击型，高冲击型，中冲击型，低冲击型和耐热型等。主要用途：ABS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，仪表盘，水箱外壳，蓄电池模，冷藏库和冰箱实衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板，扶手，热空气调节导管，加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制作水表壳，纺织器材，电器零件，文教体育用品，玩具，电子琴及收录机壳体，食品包装容器，农药喷雾器及家具等。成形特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模仿斜度
19、宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常和成型条件下，壁厚，熔粒子温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在某种程度上50-60，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60-80。2.4 塑件材料的确定丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物奶牛，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。同时它具有强吸湿性，塑件尺寸稳定性好。为此确定使用材料为：丙烯腈-
20、丁二烯-苯乙烯共聚物 （ABS）2.5 塑料的收缩率及密度确定表2-3材料性能参数材料密度收缩率模具温度注射压力P注最大不溢代号（kg.m-3）（%）（）（Mpa）料间隙/mmPE940-9601.5-3.660-7060-1000.02PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03ABS1020-10500.3-0.850-8060-1000.04PVC13800.6-1.530-6080-1300.03由表3知丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的收缩率（0.3-0.8）% 。由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率小，所以在选择聚丙烯的收缩率时应
21、考虑使用小的收缩率确定收缩率值为0.55% ，其平均密度为1.035g/cm3 。2.6 模具种类与模具设计的关系不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。塑件的成型要求：升温时粘度较高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。塑料成型工艺参数：模具温度：50-70喷嘴温度：180-190料筒温度：前段温度：200-210 中段温度：210-230 后段温度：180-200注射压力：7090MPa注射机类型：螺杆式保压压力：50-70 MPa喷嘴形式：直通式注射时间：35S保压
22、时间：1530S冷却时间：1530S成形周期：4070S后处理：红外线烘箱2.7 本章小结本章主要介绍了塑件工艺性分析，从塑件的尺寸与结构、塑料的材料、收缩率等特征进行了具体的阐述是模具设计的基础，为后续模具设计提供了依据。第3章 注射机及模架的选用3.1 注射机的选用由工件可得其质量为18g，由于塑件较小，故采用一模二腔的生产方式，所以二个塑件的总质量为36g，可计算浇注系统的体积为8.5cm3由公式所以： 选用XS-ZY-125型卧式注射机，其性能参数如下： 表3-1 XS-ZY-125型卧式注射机性能参数额定注射量注射压力锁模力最大注射面积最大开模行程模具最大厚度模具最小厚度拉杆间距喷嘴
23、半径喷嘴圆弧半径3.2 模架的选用我国目前标准化注射模零件的国家标准有12个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）两种。中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560，并规定模架的形式为品种型号，即基本型，A1、A2、A3和A4四个品种。表3-2 四种模架的组成、功能及用途型号组成、功能及用途A1型定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机。A2型动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的
24、模具A3型定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。A4型动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式和卧式注射机。根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A4型模型适用于本次模具的设计，故选用A4模架。3.3 模架周界的尺寸选择中小型模架的周界尺寸参数、规格有：100L、125L、160L、180L、200L、250L、315L、355L、400L、450L和500L等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：，再根据所选取的模架规格可通过标准模架。表查得上、下模板的厚度为，垫板厚度
25、为。3.4 本章小结本章主要介绍了注射机和模架的选用。根据模具型腔排列的数目和塑料体积选用XS-ZY-125型卧式注射机，由注射机型号和模具功能及用途可以选用A4模架。第4章 模具结构设计4.1 型腔工作尺寸计算模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表面的粗糙度，为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工余量。由公式得 因为：对于塑件 式中:塑件形状最大尺寸mm 塑件的平均收缩率mm 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的1/31/6故由公式得 因为： 对于塑件高度尺寸模具设计 塑件最高方向最大尺寸故 型腔形状尺寸如下图:图4-1 型腔外形
26、及尺寸图4.2 型芯的工作尺寸计算模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触，其加工要求和型腔基本上是相同的，但是型芯的加工要保证和塑件的内型腔相同，其制造公差和型芯相反取负偏差。由公式得 因为：对于塑件78 mm尺寸的模具设计:塑件内形径向的最小尺寸故 公式得 因为：对于塑件尺寸的模具设计 塑件内腔的深度最小尺寸故 4.3 模具中孔中心距计算塑件上的中心距基本尺寸Cs和模具上的中心距的基本尺寸Cm均为平均尺寸:标注制造公差后得： 式中：两孔间的距离故 4.4 制品成型位置及分型面选择选择分型面时的考虑方向：1塑件开模后留在动模上2分型面的痕迹不影响塑件的外观3浇注系统和浇口的合理安排4推杆的痕迹
27、不露在塑件的外观上5使塑件易于脱模根据以上的分型面选择的原则：本塑件的分型面选择在塑件的最下面，这样有利于塑件型腔的加工，更有利于塑件的成形。而塑件的整体将在脱模后留在动模侧，而对于推杆的设计，将采用塑件的底面形状（圆弧度）的面积，这样既增大了推出力，又减小了推杆的痕迹的存在4.5 模具型腔数的确定、排列和流道布局与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、
28、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即F注射机额定锁模力（N） p型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）、分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）大多数小型件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上部超过4个，生产中如果交货允许，根据上述公式估算，采用一模两腔。图4-2 型腔排列图因为一模二腔，所以塑件的尺寸为竖直方向，取得标准模架的周界尺寸为浇注系统设计及流道的布局：浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体及时排出，并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。4.6
29、主流道、主流道衬套及定位环设计主流道设在定模板上，并且位于模具的中心，与注射机喷喷嘴在同一轴线上，其为一圆锥孔，其小头正对注射机的喷嘴。因喷嘴外形为球面，所以主流道小头孔端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢料，凹球面的半径应比喷嘴的球面半径略大 。主流道衬套的材料常用T8A、T10A制造，热处理后硬度为5055HRC。主流道衬套与定模板采用H7/m6的过渡配合，主流道衬套与定位圈采用H9/m9的过渡配合。由于受型腔或分流道的反压力作用，主流道衬套会产生轴向定位移动，所以主流道衬套的轴向定位要可靠。主流道设计应注意的问题： 1 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角
30、粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 2 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 3 衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 4主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住 。 5 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。主流道直径计算的经验公式： 由公式得： 主浇道大头直径 流经主浇道的熔体体积 注射量为 60因熔体材料而异的常数表4-1塑料种类K值塑料种类PSPE/PPPAPCPOMCAK值2.5451.52.
31、12.25故 图4 -3主流道衬套图表4-2定位环的尺寸参数d116202530d注射机喷嘴直径+（0.51）D与注射机定位孔间隙配合SR注射机喷嘴球面半径+（12）主流流道的大头直径确定为，因为小端直径比注射机喷嘴直径大（0.5-1），由上知注射机喷嘴直径为，所以可得主流道小端直径为，主流道锥度一般取，根据设计计算可知锥度为4o ,所以符合主流道的选取范围。4.7 分流道的形状及尺寸分流道的截面形状有：圆形、梯形、u形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的表面粗糙度为。表4-3分流道截面形状和特征比较截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果圆形小较
32、难小最佳U形较小易较小良矩形大易大不良通过以上截面形状的对比，显然圆形截面形状效果最佳，为此选用U形截面形状。多腔模中，分流道的排布： 1.平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形状尺寸一致。 非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。 分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。 一般需要多次修复，调理达到平衡。 即使达到料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出来的尺寸和性能有差别，对要求高的制品不宜采用。 非平衡式分布，分流道长度短 。 如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。 分流道和型腔布置时
33、，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。U形分流的侧面斜角常取5o10o，此取斜角为6o 。分流道截面形状采用U形且平衡分布，因为圆形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。4.8 浇口的形状及位置选择浇口的作用是使料流加速，并控制衬料时间，控制料流状态。常用的截面形状有圆形和矩形两种。流口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。因此浇口的形式与塑料品种要相互适应。根据各种浇口的特征比较可以看出点浇口的各种优越性能，其浇口特征如下：点浇口的特征：1.形状简单，便于加工，而且尺寸精度容易保证2.试模时，发现不适
34、当，容易及时修改3.能相对独立的控制充填速度与封闭时间4.可用于各种塑料5.对于壳体类塑件，流动填充效果较佳。基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口。点浇口的直径计算公式 式中 点浇口的直径 系数，依塑料种类而异 ABS=0.7表4-4 塑料种类n值塑料种类PVCPE/PSABSPCPOMPVAVn值0.90.60.80.70.70.8依塑件壁厚而异，系数为0.2型腔表面积故 ，表4-5 点浇口尺寸参数塑件厚度塑料种类尽量缩短流动距离，保证熔料能迅速地充满型腔。浇口开在塑件壁厚处，且应减少熔痕；有利于型腔气体的排出。图4-4 浇口位置4.9 导向机构设计当动定模合拢后就构成了型腔，为了保证
35、动定模合拢时的导向机构合模导向机构。合模导向机构在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合拢时，都有一个唯一的准确方位，从而保证型腔的正确形状；二是导向作用，引导动定模正确闭合，避免凸模式型芯先进入型腔而损坏；三是承受一定的侧压力，在成行过程中承受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。图4-5导柱导套配合形式图4.10 推出机构设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一部分是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二部分是用来固定推出零件的零件，有推杆固定板、推板等；第三部分
36、是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。推板结构的设计：推板一般适用于塑料制品比较高，难于脱模的塑料注射模具。推扳与凸模接触部分应设有一定的斜度，一般为，这样可减少推板与凸模壁的摩檫.推管结构设计:根据该塑件的特性,推管须和其它推出元件联合使用.才能够合理的推出.使用推管的优点是推出动作均匀、可靠、塑料制品上不留明显痕迹。对于大塑件而言，因为其内型腔有两个圆孔，所以使用一般的推杆推出机构、推板推出机构等满足不了塑件脱模的
37、要求，为此大塑件的脱模方式采用侧陷槽脱出机构，侧陷槽是指塑件在非开模方向上的凸出或凹进部位，这些部位在脱模时必须采用特殊的方法，推出侧凹陷机构分为用成形嵌件推出，用内倾滑块脱出，用内斜销及滑块脱出等多中方式。根据本模具的成型特点考虑，采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，采用六根推杆推出。为了使推出元件合模后能回到原来的位置，在设计时应考虑推出机构的复位，推出 机构中常用的复位零件有复位杆和弹簧，对于本模具的形
38、式和结构的综合考虑，选用复位杆推出机构。4.11 拉料杆的形式选择拉料杆可分为球形拉料杆、z形拉料杆和薄片式拉料杆，根据对各种拉料杆的对比分析和对本模具成型特点考虑用z形拉料杆。图4-6 z形拉料杆尺寸及形状图拉料杆的材料为T8，进行热处理时头部硬度为HRC50-55,配合部分粗糙度为Ra0.8um。4.12 模具排气槽设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝式表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑件焦化，为此设置排气槽是很有必要的，通常排气槽设计有多种方式，通过对模具型腔的研究，
39、采用利用配合间隙排气的方式为最优，因此在分型面与模板间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03。4.13 模具冷却系统计算冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通,无滞留部位.1.冷却回路所需的总面积计算冷却回路所需总表面积可按下式计算 式中： 冷却回路总表面积，()单位时间内注入模具中树脂的质量，；单位质量树脂在模具内释放的热量，值可查表；冷却水的表面传热系数，；模具成形表面的温度，;冷却水的平均温度， 。 ABS成形时放出的热量故 冷却水的表面传热系数可用下式计算 冷却水的
40、表面传热系数， 冷却水在该温度下的密度，；冷却水的流速，；冷却水孔直径,与冷却水温度有关的物理系数， 值查表7.1表4-6 水的值与其温度的关系平均水温/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05故 2. 冷却回路的总长度计算冷却回路总长度可用下式计算 式中 冷却回路总长度，;冷却回路总表面积，;冷却水孔直径，。故 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2时，水孔直径可取1014。本模具
41、取10 。所以由模具的长度可知需要排布8根水道才满足冷却水道长度要求。图4-7 冷却水道排布图示意图3.冷却水体积流量计算塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可由公式计算： 式中 冷却水体积流量， ; 单位时间注射入模具内的树脂质量，;单位质量树脂在模具内释放的热量，;冷却水比热容，;冷却水的密度， 冷却水出口处温度，冷却水入口处温度， 。11当注射成形工艺要求模具温度在80以上时，模具必需有加
42、热装置，由于ABS注射成形工艺要求模具温度在5070，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。4.14 本章小结本章主要阐述了模具的结构，详细介绍了模具几大系统的设计。首先介绍成型零件工作尺寸的计算，然后对浇注系统、推出机构、冷却系统等进行了结构设计，还对其主要结构进行相关计算。第5章 模具装配图及工作原理5.1 总装图如图5-1所示图5-1总装图1、动模板2、定模板 3、冷却水道 4、定模座板 5、定位圈 6、浇口套 7、凸模 8、导柱 9、导套 10、动模座板 11、支撑板 12、支撑柱 13、推板 14、推杆固定板 15、拉料杆 16、推板导柱 17、推板导套 18、推杆 19、复位杆 20、垫块 5.2 工作原理注射机从喷嘴中注射出的塑料熔体经由开设在定模上的主浇道进入模具，再由分浇道及浇口进入型腔，待熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机开合模系统便带动动模后退，这时动模和定模两部分从分型面分开，塑件包在凸模7上随动模一起后退，拉料杆15将主浇道凝料从浇口套6中拉出。当动模退到一定位置时，安装在动模内的推出机构在注射机顶出装置的作用下，使推杆18和拉
