铅笔芯盒的塑料模具设计.doc

毕业设计（论文）题 目:铅笔芯盒的塑料模具设计 院 (系)： 机 电 学 院 专 业 模具设计与制造 毕业设计（论文）任务书学生姓名学号专 业院（系）毕业设计（论文）题目任务与要求完成时间段年 月 日 至 年 月 日 共 周指导教师单位职称院（系）审核意见毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一4毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目: 学生姓名: 学号：专业： 指导教师姓名:职称: 检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师签字: 年 月 日院（系）意见(加盖公章): 年 月 日摘 要 注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本课题就是将塑料铅笔芯盒作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。通过对塑料铅笔芯盒成型工艺的正确分析，设计了一副一模一腔的塑料模具。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零部件称为成型零件，包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导柱、滑块等的设计与加工工艺过程。成型零部件在工作时直接与塑料接触，在一定的温度下承受熔体的高温和高压，因此必须要有合理的结构、较高的强度和刚度、较好的耐磨性、正确的几何形状、较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。设计成型零部件时，应根据塑料的特性、塑件的结构和使用要求，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统、排溢系统等，然后根据加工工艺和装配工艺的要求进行成型零部件的结构设计，计算成型零部件的工作尺寸，对关键的成型零部件进行强度和刚度校核。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：塑料模具；注射成型；模具设计； AbstractInjection molding is an important method of plastic molding, which is mainly applied to thermoplastic molding, can be a complex shape forming of precision plastic parts. The issue is the plastic pencil core box as the design model, will injection mold-related knowledge as a basis to explain the process of plastic injection mold design.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Plastic pencil core box on the right molding process analysis, design of a cavity of a mold of a plastic mold. Plastic Mold decided to geometric shape and size of the parts as molded parts, including the former template, before the mold, after the template, after the mold, after the mold inserts, Bevel Pillar, slider, etc. Design and Manufacture of process . Molding parts with plastic in direct contact with the work, at a certain temperature to withstand high temperature and high pressure melt, it must have a reasonable structure, high strength and rigidity, good wear resistance, the correct geometry , high dimensional accuracy and low surface roughness. Important part of the process parameter selection and count the bodies and the gating system and other structural design process.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。Design molding parts should be under the plastic properties of the structure and use of plastic parts required to determine the overall layout of the cavity, select sub-surface to determine the stripping method, designed gating system, overflow systems, scheduling, and then processing and assembly process requirements of forming components structural design, calculation of the work of forming parts size, the shape of key parts for Strength and Rigidity.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 Keywords: plastic mold; injection molding; mold design.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。目录 绪 论1茕桢广鳓鯡选块网羈泪。第1节 选题的依据及意义1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。第2节 国外模具工业的现状及发展2籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。第3节 我国模具工业技术概况及其主要发展方向3預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。第1章 铅笔芯盒结构与工艺性分析4渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。第1节 塑件分析4第2节 材料分析5第2章 注塑成型设备选择7铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。第1节 塑件体积及质量估算7 第2章 注塑机型号的选定8第3章 拟定模具结构形式9第1节 分型面位置的确定9第2节 确定形腔的排列方式 11第4浇注系统形式和浇口设计11第1节 主流道设计12擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。第2节 分流道设计13第3节 主流到冷料穴设计14第4节 浇口设计14第5章 成型零件的结构和计算16第1节 型芯和型腔的工作尺寸计算 16贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。第6章 合模导向机构设计 18第1节 导向机构的总体设计18第2节 导柱设计19第3节 导套设计20第7 脱模推出机构设计21第1节 脱模推出机构设计21第8 注射机工艺参数校核23第1节 最大注射压力校核 23坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。第2节 最大注射量校核23第3节 锁模力校核23 第4章 安装尺寸校核 24第5节 开模行程和推出机构的校核24蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。第9章 模架的确定和标准件的选用 25買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。第1节 模架的确定25第2节 模架标准件的选用26第10章 模具的装配 27第1节 模具的装配程序及工艺28设计总结29参考文献30 绪 论模具是工业产品生产用的工艺装备，主要用于制造业。它是和冲压、锻造、铸造成型机械，以及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成形加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。模具属于精密机械产品，主要由机械零件和机构组成，包括成形工作零件（凸模与凹模）、导向零件（导柱与导套）、支承零件（模架）及定位零件等，以及送料机构、抽芯机构、推（顶）料（件）机构、检测与安全机构等。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率，缩短模具制造周期，模具多采用标注零、部件，所以模具属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模中，其标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%45%。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。第1节 选题的依据及意义随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。模具的制造水平已成为工业国家制造工艺水平的标志。另外，模具是进行成形加工极少、无切屑加工的主要工装，在大批、大量加工中，可使材料利用率达90%或以上。现代工业产品的零件，广泛采用冲压、锻造成型、压铸成型、挤压成型、塑料注射或其它成型加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成型工序，使材料或坯料成型加工产品要求的零件，或称为精加工前的半成品件。其中注射成型已经成为当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选空调遥控器注塑模具设计作为我毕业设计的课题。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的绘图软件（Auto CAD）及同实际设计的结合的能力（5）使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力，因为注塑模具对我来说是一个新的领域。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。第2节 国外模具工业的现状及发展模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。国外模具发展的趋势1在以下几方面：一、模具设计技术(1)工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有差资料介绍,美国和日本的模具厂已使用了技术。(2)在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍(3)国外的注塑模具中，多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。二、模具加工技术(1)国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具，特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高。模具的加工周期减少6倍以上，成本降低3成以上，生产效率提高60%以上。（2）为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段。（3）模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。（4）模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。（5）针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化。（6）根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现约有11656家模具企业，其中100人以下的小厂约有11142家，占总数的95.5%，百人以上的仅有65家，占总数的0.54%。韩国约有1570家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的9%。新加坡有460家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的3%。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。第 3节 我国模具工业技术概况及其主要发展方向在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。近30年里中国经济产生巨大影响的因素，对我国模具产业的发展也一直起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为模具产业近30年来持续快速发展的最好注解。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示，我国目前处于工业化的中期2，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、压铸、注塑等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对模具市场的巨大需求。中国已经超过日本，成为世界第一大模具市场，预计2015年模具产值将超过2500亿元。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 根据国内和国际模具市场的发展状况，手板模型华曙高科专家分析未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 （1）模具日趋大型化； （2）模具的精度将越来越高； （3）多功能复合模具将进一步发展； （4）热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高； （5）气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展； （6）模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛； （7）快速经济模具的前景十分广阔； （8）压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求； （9）塑料模具的比例将不断增大； （10）模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。第1章 铅笔芯盒结构与工艺分析第1节 塑件分析1.1.1铅笔芯盒立体图 如图1-1所示 图1-1 铅笔芯盒1.1.2 塑件1.塑件材料名称 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)；2.色调 微黄色；3.生产纲领 大批量； 4.塑件的结构该塑件外形为内有圆形凹腔的六方体和外有圆形凸台的零件，塑件圆形凹腔壁厚为2mm，圆形凸台壁厚为1mm高为8mm，六方体边长约为6.93mm高为22mm,其中面与面之间的圆角为0.5，脱模斜度为30130（取1），采用一般精度等级MT5级。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 第2节 材料分析 1.2.1 铅笔芯盒的原料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 1.物料性能 ABS无毒、无味、程微黄色且成型塑件有较好光泽性的材料，具有良好的机械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。易于成型加工，但缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度为93左右，且耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆，但易于成型加工。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。 2. 成型性能 (1) 无定形料，吸湿大，需干燥，不易分解；(2) 流动性中等，易发生填料不良，粘模，收缩，熔接痕等；(3) 宜高压注射，在不出现缺陷的条件下取高料温、高模温，已增加流动性；(4) 模具浇注系统应光洁，脱模斜度大，顶出均匀，防止产生气泡；(5) 注意控制成型温度，以降低内应力，改善透明性和强度； (6) 塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以避免应力集中；1.2.2收缩率ABS的收缩率为0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。1.2.2、ABS塑料的主要技术指标表2-1 表2-1 ABS的性能指标密度/gcm-31.021.05屈服强度/MPa50比体积/cm3g-10.860.98拉伸强度/Mpa38吸水率（%）0.20.4拉伸弹性模量/Mpa1.810熔点/。C130160拉弯强度/Mpa80计算收缩率（%）0.30.8抗压强度/Mpa53比热容/J（kgC）1470弯曲弹性模量/Mpa1.4101.2.3（ABS）的注射成型工艺参数 查实用模具技术手册，确定ABS塑料的注射工艺参数如下: 注射机类型：螺杆式 螺杆转速：3060r/min 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度：180190 料桶前端温度：200210 料桶中段温度：210230 料桶后段温度：180200 模具温度：5070 注射压力：7090 保压力：5070 注射时间：35s 保压时间：1530s 冷却时间：1530s 成型周期：4070s 以上参数在试模时可以做适当调整。第2章 注塑设备选择第1节 塑件体积和质量的估算 该产品大批量生产故设计的模具要有较高的注塑效率，故可采用侧浇口自动脱模结构。由于塑件较小，所以模具采用一模8腔结构，浇口形式采用侧浇口。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2.1.1计算塑件体积由第1章可知塑件材料ABS的密度为1.021.05 ，收缩率为0.3%0.8%，根据塑件的结构分析密度取1.05，平均收缩率为0.5%。经测绘初步估算得阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。塑件体积= 124.71223.14x3622+3.1436493.1436x8=0.583cm；氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。取塑件体积 =0.58 cm塑件质量 = =0.58 =0.604g；2.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算可按塑件体积的0.6倍估算，由于该模具采用一模八腔。1.所以浇注系统凝料体积为 V=80.6=20.580.6=2.8cm；2.该模具一次注塑所需塑料的体积为 V=8+V=80.58+2.8=7.47cm; M=1.057.47=7.84g根据计算得出的一次模具型腔的塑料总质量M=7.84g，则有：M/0.8=9.8g 。根据以上的计算，初步选定公称注射量为20g。第2节 注塑机型号的选定 根据塑料制品的体积与质量，以及成型工艺参数初步选定注塑机的型号为 注射机型号为SYS-20直角式注射机，主要技术参数见表2-1。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2.2.1 注塑机的主要技术参数表2-1注射装置螺杆直径/mm40螺杆转速/（r）10140理论注射容量/cm20g注射压力/Mpa120注射速率/（g.s-1）110塑化能力/（gs）45锁模装置锁模力/KN200模板行程/mm模具最小厚度/mm 50模具最大厚度/mm250定位孔直径/mm100喷嘴伸出量/mm喷嘴孔径/mm3喷嘴圆弧半径/mm12模板尺寸/mm160200SYS-20注射机技术参数2.2.2 型腔数量的校核1按注射机的最大注射量校核型腔数目 n；上式右边228，符合要求。式中 注射机的最大注射量，cm3（g) 浇注系统凝料量， 单个塑件的容量或质量， 2.按注射机的额定锁模力确定型腔数目 注射机在充模过程中产生的胀模力主要作用在两个位置： 在两瓣合模上的作用面积约为A24135=3240mm； 瓣合模与支撑板的接触处的作用面积A17135=2295mm； n 上式右边9.678符合要求；式中 F注射机的额定锁模力(N)，该注射机为210N； A2个塑件在模具分型面上的投影面积(mm), A=8A=998mm； A浇注系统在模具分型面上的投影面积(mm), A=0.35A=349mm； P塑料熔体在模腔内的平均压力(MPa),通常型腔压力为2040MPa,该处取压力为25MPa；第三章 拟定模具结构形式第1节 分型面位置的确定在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具设计制造都有很大的影响。因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.1.1 分型面的选择原则 1.有利于保证塑件的外观质量； 2.分型面应选择在塑件的最大截面处； 3.尽可能使塑件在动模一侧； 4.有利于保证塑件的尺寸精度； 5.有利于简化模具结构； 6.有利于排气； 该塑件在模具设计时已经充分考虑了上述原则，同时根据提供的塑件实体并无侧边凹凸和槽，所以分型时只需轴向抽芯分型。谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.1.2分型面的选择及模具结构 充分考虑以上条件及有利于工艺操作，将分型面选择在塑件下表面如图3-1所示3-1铅笔芯分型面的形状和位置 1定模. 2.动模。第2节 确定型腔排列方式 当塑件分型面确定之后，就需要确定该形腔的排列方式，因该模具是多形腔，所以通常采用圆形、H形、直线型、及复合排列等，设计时因注意以下几点：嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。1. 尽可能采用平衡式排列，以确保塑件质量的均匀和稳定；2. 形腔布置和浇口开设部位应力求对称，以防止模具承受偏载而产生溢料；3. 形腔排列应尽量紧凑；4. 形腔圆形排列占模板尺寸大，加工麻烦；综上所述，该模具采用H形平衡式排列方式，如图3-2所示。3-2形腔布局 第四章 浇注系统形式和浇口设计浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。因此在设计浇注系统时，应遵循以下设计原则：熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。1. 浇口设在不影响塑件外观质量的部位；2. 浇注系统应适应塑料的成型特性，以保证成型周期和塑件质量；3. 浇注系统应根据形腔数和布局确定；4. 浇注系统应成型塑件的形状和尺寸确定5. 浇注系统应尽量采用短的流程，减少热量和压力的损耗以及节约材料；6. 浇注系统应有利于排气，并防止型芯的变形及镶件的位移；7. 浇注系统应考虑注射机的安装尺寸，以防止单边安装；8. 浇注系统的设计，要考虑便于修整浇口，以保证塑件质量。 第4.1节 主流道设计主流道是从注射机喷嘴与模具接触的部位开始到分流道为止的一段通道。在立式注射机上主流道垂直与于分型面，一般设计为圆锥形，以便于使凝料顺利的从主流道拔出。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。4.1.1 主流道尺寸1.主流道小端直径 d=3（注射机喷嘴直径）+（0.51） 取d=4mm；2.主流道球面半径 SR=12(注射机喷嘴球头半径)+（12）mm 取SR=13；3.球面配合高度 h=3mm8mm 取h=3mm；4.主流道长度 由标准模架结合该模具结构取L=40mm5.主流道大端直径 D= d+2tan7.26（取锥角=3） D=7mm；4.1.2主浇道形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触属易损件，但该塑件的结构工艺性较简单，所以浇口套选用一般材料T8A，硬度40-45HRC,图4-1所示。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。 图4-1浇口套第2节 分流道设计 主流道与浇口之间的通道为分流道。在多形腔的模具中分流道是必不可少的，在单型腔的模具中，有时可省去分流道。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。4.2.1分流道选取原则1.尽量减少在流道内的压力和温度损失；2.保证塑料均匀而迅速的进如形腔内；3分流道的长度应尽可能的短，容积小；4分流道的固化时间应必塑件固化时间短，以便于压力的传递；5. 便于加工简单； 结合该塑件的结构特点和上述选取原则，该塑件的横截面宜采用梯形，因梯形加工简单并使熔料能平稳的转换流向形腔。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.2.2 分流道的长度梯形分流道的长度 L=（12.5)D=717.5mm 式中 D-主流道大端直径(mm)但L应不小于8mm; ； 结合该塑件的结构特点和上述选取原则，该塑件的横截面宜采用梯形，因梯形加工简单并使熔料能平稳的转换流向形腔。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。 4.2.3 分流道的形状及尺寸参考模具设计与加工速查手册表5-15常用分流道系列尺寸可知，该模具分流道结构尺寸如图4-2所示： 4-2分流道形状与尺寸 第 3节 主流道冷料穴设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量。开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料井的直径应稍大于主流道大端的直径，该模具采用底部装有拉料杆的Z字形槽冷料井。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。拉料杆直径C=7（主流道大端直径）+1=8mm， 冷料井深度取7mm。第4节 浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一般细短通道，它的作用是增加和控制塑料进入形腔的流速并封闭装填在形腔累内的塑料，保证充填实，确保制品质量。因此浇口的形式、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。浇口截面积通常为分流道截面积的0.030.09倍，浇口的截面积形状多为矩形(宽度与厚度的比为3：1）和圆形两种，浇口长度为1mm1.5mm。在设计浇口时，应取较小值，以便在试模时逐步修正。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。4.4.1 浇口的类型及位置的确定该模具是小型塑件的多型腔模具，同时从所提供的塑件中可以看出，在中部的圆形凸台的圆周上设置侧浇口比较合适。侧浇口开在垂直的分型面上，从型腔（塑件）外侧面进料，侧浇口是典型的矩形截面浇口，能方便的调整冲模时的剪切速率和浇口的封闭时间，因而又称为标准浇口。这种浇口加工容易，修整方便，而且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置，因此它是广泛应用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具中。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4.4.2 浇口结构尺寸的计算1参考模具设计与加工速查手册表5-17可知浇口长度L1=2mm浇口深度=3mm浇口宽度=2mm其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。4.4.3 浇注系统的平衡对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，因此整个浇注系统理论上是平衡的。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。第5章 成型零件的结构设计和计算塑料模具型腔在成型过程中受塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，所以该塑件采用整体式形腔，但型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度的计算来确定型腔壁厚，尤其对重要的精度要求高的模具型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。第1节 型芯和型腔的工作尺寸计算5.1.1 型腔的工作尺寸计算1. 型腔的径向工作尺寸计算塑件平均收缩率为0.5%，取凹模制造公差=1/3=0.073公式如下： =11.9mm式中 塑件外形公称尺寸 取长12mm； 塑件的平均收缩率 取0.5%； 塑件的尺寸公差 取MT5级； 模具制造公差 取塑件相应尺寸公差1/3 2凹模具深度。 设=1/3=0.093 H=1.00522-=21.9mm 式中 取22mm5.1.2 型芯的工作尺寸计算1型芯径向工作尺寸计算 塑件平均收缩率为0.5%，取凸模制造公差=1/3=0.067公式如下： 式中 取8mm2型芯的长度工作尺寸计算公式如下： 式中 取28mm.5.1.4 型腔侧壁及底板厚度的计算1. 型腔侧壁厚度计算如图5-1 5-1矩形整体式形腔1）刚度计算公式 S=13mm式中 型腔内熔融塑料压力60MP 2）按强度计算 整体式矩形侧壁的强度计算较麻烦，因此转化为自由变形来计算。根据应力与应变的关系，当塑料熔体压力为50PMa，变形量时，板的最大应力接近于45钢的许用应力200MPa，变形量再大，则会超过许用应力。当许用变形量为0.05时，强度计算与刚度计算的形腔长度分界尺寸为300mm。如300mm时，按允许变形量（如变形量为0.05）计算壁厚，300mm，则按允许变形量计算壁厚。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。2. 型腔底板厚度的计算1）按刚度计算 =6mm式中 2） 按强度计算 同侧壁的厚度计算一样，底板强度计算也较复杂，通过计算分析得知，在P=50MPa时，只要变形量作为满足强度条件的依据。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。第六章 合模导向机构设计 注射模均设有导向装置。其作用当动模与定模和模时，导向装置先进行导向，形腔与型芯再合模，可避免形腔与型芯发生碰撞而造成的损坏，同时保证了型腔与型芯的相对位置，兼起定位作用及承受一定的侧压力作用。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。第1节 导向机构的总体设计6.1.1 设计要点1.导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。2.该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱对称分布。3.该模具导柱安装在支撑板上，导套安装在定模固定板上和推板上。4.为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应有承屑槽，即可削去一个面或在导套的孔口倒角，该模具采用后者。5.在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。6.动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。第2节 导柱设计 1.该模具采用带头导柱，不加油槽，如图6-1所示。 2.导柱长度必须比凸模端面高度高出6mm8mm。 3.为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分。 4.导柱的直径应根据模具的尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架可知为20mm）。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。 5.导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/k6配合，导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。 6.导柱的工作部分的表面粗糙度R=0.4m,未标注直角为应小于0.5x45%D。 7.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50HRC以上或45经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。 图 6-1 带头导柱 第3节 导套设计 导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的远套型零件。1.结构形式采用带头导套（GB/T4169.3-1984）如图6-2所示；2.导套的端面应倒角，导柱孔做成通孔，利于排出孔内的剩余空气。3.导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为0.4m。导套外径与模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/e7配合镶入模板。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。 图 6-2 a .带头导套 第七章 脱模推出机构设计第1节 脱模推出机构设计注射成型的每一个环节中，塑件必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称为推出机构。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。7.1.1 脱模机构设计原则 脱模机构设计时必须遵循以下原则1.因为塑料冷却收缩时抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模；2.顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强条、凸缘、壁厚等处，作用面积尽可能大些，以防止塑件变形和损坏； 3.为保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位； 4.若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.050.1mm，否则塑件会引起凸起，影响基面的平整。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。7.1.2 脱模机构设计综合以上脱模机构设计原则，该模具采用圆形推杆推出机构，但在设计推杆时还应注意以下事项： 1.推杆应尽量短，在推出时，一般将塑件推到高于型腔顶面（或型芯底面）10mm左右。推杆的端面一般应高出所在型腔的底面或型芯的顶面0.05-0.1mm，否则会影响塑件的使用。 2.推杆与其配合孔一般采用H9/f9的配合，保持一定的同轴度，避免在推出时卡住，配合长度取推杆直径的1.5 -2倍，通常不小于12mm。非配合部分孔加大0.5-1.0mm。 简化模具结构，减少对塑件表面品质的影响。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。3.在确保把塑件推出的前提下，推杆数量不宜过多，以简化模具结构，减少对塑件表面品质的影响。 4.在推杆推出机构中一定要设计复位机构。7.2.3圆形推杆的尺寸计算1脱模力的计算 +0.1A K=式中k 无量钢系数； 矩环形制件的平均壁厚取2mm； S塑料平均收缩率0.5； E塑料的弹性模量，235MPa； L制件对型芯的包容长度22mm； -模具型芯脱模斜度1度； 塑料的泊松比0.394； f制件与型芯之间的摩擦系数0.5. A型芯在脱模方向上的投影面积、 所以 F=411+11.304=422.304N 2推杆直径的计算 d= 式中 k安全系数1.5； L推杆长度80mm; F脱模力422.304N； N推杆数目1； E钢材的弹性模量（45钢）235MPa; 所以 d=11.5mm 1）采用简单脱模机构，在动模一侧施加一次顶出力，就可以实现塑件脱模的机构称为简单脱模机构。通常包括顶杆(或推杆)脱模机构等。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。2）顶杆多用T8A或T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8m，和顶杆孔呈H8/f8配合。顶杆是模具标准件。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。第八章 注射机工艺参数校核第1节 最大注射压力校核 按注射压力校核 P1P2；上式右12090符合要求；式中 P1注射机允许的最大注压力 P2塑件成型所需的注射压力MPa,取7090MPa；第2节 最大注射量校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积(包括流道及浇口凝料和飞边),通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注量的80%。所以，选用的注塑机最大注塑量应满足沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。V=V=0.820=16cm式中 V模具型腔和流道的最大容积； V指定型号与规格的注射机注射容积 该注射机取255cm； 注射系数可取0.750.85 这里取0.8； 倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长，所以最小注射量容积 V =0.25V=0.2520=5cm故每次注射的实际注射量容积V应满足 VVV 而 V=7.47 cm ， 符合要求。第3节 锁模力校核所需锁模力计算 F=1300.4=52N 而 F=200kNF 符合要求。第4节 安装尺寸校核8.4.1喷嘴尺寸1.主流道的小端直径D大于注射机喷嘴d，通常为 D=d+(0.51)mm对于该模具d=3mm(见表2.1) 取4=5mm，符合要求。2.主流道入口的球面半径SR应大于注射机喷嘴球半径SR，通常为 SR=SR+(12)mm对于该模具SR=12mm(见表2.1) 取SR=13mm，符合要求。8.4.2.最大与最小模具厚度模具厚度H应满足 HHH；式中 H=50mm， H=250mm；而该套模具厚度 H=20+40+20+20+32+50=182mm， 符合要求。第5节 开模行程和推出机构的校核8.5.1 开模行程校核开模行程 H H+H+（510）mm式中 注射机动模板的开模行程(mm) 取300mm； H塑件推出行程(mm) 取15mm； H塑件高度(mm) 其值为30mm H=17+32+25+（510）=7984mm小于300， 符合要求。8.5.2推出机构校核 该注射机推出行程为90mm，大于H=15mm， 符合要求。第九章 模架的确定和标准件的选用以上内容计算确定之后，便可以根据计算结果选定模架了。设计时，模架的部分可参照模板标准尺寸来绘图，但在生产设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式、规格及标准代号，这样能大大缩短模具的制造周期，提高企业经济效益。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度校核或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其对于大型的模具是尤为重要的。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。第1节 模架的确定由前面型腔的布置以及相互位置尺寸，在根据成型零件尺寸结合标准模架系列，选用结构形式为A1型标准模架，结构如图9-1所示，模架尺寸为160mm200mm的标准模架，可符合要求。 謾饱兗争詣繚鮐癞别