摩托车尾灯罩注塑模设计模具设计

摩托车尾灯罩注射模设计摘 要本文详细地阐述了盖注射模具的设计过程。设计了注射模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构，并对塑料材料性能进行了分析。根据塑件的产品数量要求，以及结构要求，该模具采用一模一腔。整个设计过程都是用CAD软件进行参数化设计，使整个模具设计过程简单明了。利用MPA软件进行模流分析，为模具设计和成型工艺的指定提供参照依据。使用CAD软件设计成型零件以及非标零件，从而进行全方面的参数化设计，即对模具进行分模、生成元件、装配、试模、开模等设计。调用标准模架以及标准件，从而完成模具的整体设计。直接指导生产。针对塑件的特点，本模具设计了侧抽芯滑块机构，也构成了本次模具设计的主要内容。关键词 ：注射模，参数化设计，侧抽芯和滑块，灯罩谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书和CAD图纸。下载后请联系QQ：1459919609。我可以将压缩包免费送给你。欢迎朋友的光临！（注：注册账号时最好用你的QQ号，以方便我将压缩包发给你） 目录第一章 前言11.1 模具行业发展的现状11.2 我国模具发展的现状11.3 参数化技术慨述21.4 选题目的以及意义3第二章 塑件成型工艺性分析42.1 摩托车尾灯罩模型二维图42.2 结构特征分析及成型工艺性分析5 结构特征分析5 成型工艺性分析52.2.3 塑件材料的基本性能52.2.4 塑料的成型收缩率62.2.5 塑件材料的流动性6第三章 塑件成形工艺与设备73.1 注塑成型工艺条件73.1.1 温度73.1.2 压力73.1.3 时间73.2 注射机型号的确定83.2.1 由公称注射量选择注射机93.2.2 由锁模力选择注射机93.3 型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核10 型腔数量校核10 最大注射量校核103.3.3 锁模力的校核113.3.4 注射压力校核113.3.5 安装尺寸校核123.3.6 开模行程校核13第四章 注射模具结构设计144.1 型腔的确定144.2 制品成型位置及分型面的选择144.3 浇注系统设计164.3.1 主流道设计164.3.2 冷料穴的设计184.3.3 分流道设计184.3.4 浇口的位置、数量的确定19 剪切速率的校核22 排气系统设计234.4 成型零部件设计24 凹模结构设计与计算244.4.2 型芯结构设计与尺寸计算254.5 模架的选用274.5.1 型腔侧壁以及底板厚度尺寸27 模具高度尺寸的确定284.6 导向与定位机构294.7 脱模机构的设计30 脱模力的计算31 推杆脱模机构设计324.8 侧向分型与抽芯机构设计33 滑块的设计39 楔紧块的设计414.9 冷却系统设计41 冷却系统的计算42 冷却系统的设计原则444.10 模具成型零部件材料的选择454.11 装配总图464.12 模具的装配过程474.13 模具运动分析过程48第五章 试模495.1 试模过程495.2 试模过程中可能产生的缺陷、原因以及调整方法495.3 试模过程记录51第六章 参数化设计526.1 设计的大体流程如下526.2 模具设计的流程52 制品的造型52 主要的分型面52 浇注系统的设计53 成型零件生成54 调用标准模架56第七章 总结58参考文献 59致谢60附录61第一章 前言1.1模具行业发展的现状模具行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。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。有关数据表明,目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年,在建材行业,塑料门窗的普及率为30,塑料管的普及率将达到50。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。近来我国模具工业发展迅速，目前已呈现出市场广阔、产销两旺的局面。深圳周边及珠江三角洲地区是中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高的区域，预计有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。其次，浙江东部的余姚、宁海、黄岩温州等地区的塑料模具工业发展也非常快。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，这些是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在，所以中国塑模市场的前景一片辉煌。1.2我国模具发展的现状虽然近几年来，我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求，然而精密加工设备还很少，一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。许多先进的技术如技术的普及率还不高，我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，还存在很多方面的问题。现在国外发达国家模具标准化程度为7080，而我国只有30左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。现在应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，随着通用机械CAD/CAM技术的发展，塑料注射模CAD/CAM已经不断的深化。从上世纪60年代基于线框模型的CAD系统开始, 到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统，80年代实体造型技术的成功应用，90年代基于特徵的参数化实体/曲面造型技术的完善，为塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技术提供了可靠的保证。目前在国内外巿场已涌现出一批成功应用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系统。而且通过推广使用模具标准件，实现了部分资源共享，这样就大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。因此，模具成为国家重点鼓励与支持发展的技术和产品。现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。1.3参数化技术慨述参数化技术是当前CAD技术重要的研究领域之一，通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。在设计过程中，系统自动地捕获用户的设计意图，并把各个设计对象以及对象之间的关系记录下来，当用户修改图纸中的设计参数时，系统能够自动地更新图纸，使图纸中反映用户设计意图的设计对象之间的关系依旧可以维持。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在慨念设计、初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较、动态设计、实体造型、装配、公差分析与综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，并体现出很高的应用价值，能否实现参数化目前已成为评价CAD系统优劣的重要技术指标。CADNGINEER 集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真、应力分析等功能于一体。是塑料模具实现参数化的一个必备的软件。EMX（Expert Moldbase Extension）是CAD系统中的一个外挂模块，专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件，能够建立冷却水管，能够自动产生模具工程图和明细表，还可以模拟模具开模过程进行动态仿真和干涉检查，并可将仿真结果输出成视频文件，是个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。本设计结构和模架设计是利用模架设计专家系统设计的。型腔和型芯设计可以在EMX里设计，也可以事先在CAD的制造模块里完成。本设计有一部分是在EMX里完成。在模架调入之后可以根据需要添加、删除各种模具零件。也可以修改现成的标准件使之满足自身设计。完全的参数化设计，使用非常方便。CADNGINEER参数化设计的特性：(1)3D实体模型除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、重量、惯性大小等，可极大的减少设计人员的计算时间。(2)CADNGINEER可随时由3D实体模型产生2D工程图，且可自动标示工程图尺寸。不论在3D还是2D图形上作尺寸修正。其相关的2D图形或3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也会自动修改，如此可确保数据的正确性，并避免反复修正的耗时性。(3)以特征作为设计的单位。可随时对特征做合理、不违反几何顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。1.4 选题目的以及意义毕业设计将总结专业基础和专业技术的学习成果,锻炼和开发学生的综合运用能力。本课题要求跟据图纸以及任务书设计出结构优化的模具。该塑件为摩托车尾灯罩，它是配在摩托车上用的一种灯罩子，批量很大，为大批量生产。其结构有点复杂，有1个侧抽芯，因而该塑件的模具有一个典型结构侧抽芯滑块机构。这个课题能充分体现专业知识，对模具设计能力有一定的锻炼。通过对摩托车尾灯罩的注射模具的设计，可以巩固专业知识为以后从事本专业实际工作和研究工作奠定了重要的思想基础，也同时具有一定的初步开发模具能力。另外加深了对机械基础知识的应用。提高了整体的设计能力。第二章 塑件成型工艺性分析2.1摩托车尾灯罩二维图、 塑件的材料PS204图2.2 摩托车尾灯罩二维图2.2结构特征分析及成型工艺性分析结构特征分析该塑件为灯罩，其二维图尺寸如图2-2所示，塑件的壁厚为2mm,为大批量生产，材料为聚苯已烯，成型工艺性好，可以注射成型。成型工艺性分析 根据塑件的用途以及塑料的性质分析其表面质量，确定塑件的精度等级要求为：IT4；其中塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。为了便于塑件从模腔中脱出或从塑件中抽出型芯，塑件设计时须考虑其内外壁面应该有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。该塑件壁厚约为2mm，大开口处有5的斜角，小开口处有3的倾角，这样足以使型芯很容易抽出。为了容易使大的侧抽芯容易抽出可以查参考文献中的表2-19 ，脱模斜度（型芯）：1。 塑件材料的基本性能 成型本零件使用聚苯乙烯（PS），该材料为热塑性塑料，聚苯乙烯无色，透明，有光泽，无毒无味，落地时有清脆的金属声比重小，具有高的强度、刚性、硬度，耐腐蚀、性耐热性、电绝缘性优良，可以与熔融的石英相媲美，密度为1.054g/cm3 ，取1.054g/cm3成型收缩率为0.88.5,可在100左右使用。该塑料为无定形高聚物，注射时一般不需要进行干燥。流动性好，它的流变特性是黏度对剪切速率的依赖性比温度的依赖性大。因此，在注射充模时，通过提高注射压力或注射速度来增大熔体的流动性比通过提高温度有利。其结晶能力较强，提高模具温度将有助于制件结晶度的增加，甚至能提前脱模。同时，聚苯乙烯质软易脱模，塑件有浅的倒凹模时可强行脱模。聚苯乙烯（PS）在工业上主要用做仪表外客，灯罩化学仪器零件，透明模型等；在电气方面做良好的绝缘材料，接线盒等；在日用品方面用于包装材料等，各种容器玩具等。 塑料的成型收缩率 塑件从模具中取出到冷却至室温会发生尺寸收缩，这种性能称收缩性。查参考文献1中的表2-16该塑料的成型收缩率（%）：0.88.5；由于收缩不仅与树脂的热胀冷缩有关，还和各成型因素有关，所以将成型后塑件的收缩称成形收缩。影响收缩的因素主要有：1.塑料品种 2.塑料特性 3.模具结构 4.成形工艺。 这里取计算成型收缩率为0.8%。 塑件材料的流动性塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。这是模具设计时必须考虑的一个重要工艺参数。流动性大易造成溢料过多，填充型腔不密实，塑件组织疏松，树脂、填料分头聚积，易粘模、脱模及清理困难，硬化过早等弊病。但流动性小则填充不足，不易成形，成形压力大。所以选用塑料的流动性必须与塑件要求、成型工艺及成形条件相适应。聚苯已烯的流动特性属非牛顿流体。查参考资料可以知道聚苯已烯流动性良好等。影响塑料流动性的因素一般有1.温度 2.压力 3.模具结构。第三章 塑件成形工艺与设备3.2 注射机型号的确定注射模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机有关技术参数有全面了解，才能生产出合格的塑料制件。注射机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种。注射成型时注射模具安装在注射机的动模板和定模板上，由锁模装置和模并锁紧，塑料在料筒内加热呈熔融状态，由注射装置将塑料熔体注入型腔内，塑料制品固化冷却后由锁模装置开模，并由推出装置将制件推出。 由公称注射量选择注射机利用CAD测量工具可以测得塑件体的体积为（1）单个塑件 体积：V1=2.085104mm3=20.85cm3, 质量m=20.851.054=21.98g。（2）两个塑件和浇注系统凝料 由于本模具采用一模两腔的结构，取浇注系统的质量为塑件质量的80，则： V总=58.38cm3，总质量m总=61.53g。 模具设计时，塑件成型所需的塑料熔体的总容量或质量需在注射机额定注射80%内。由此可得注射机所需体积最小为：58.38 /80%=72.8cm3。 由锁模力选择注射机塑料制件在分型面上的投影面积为A1=1589.6mm2。流道凝料（包括浇口）在分型面上的上的投影面积A2， A2 =2079.6 mm2 ； A= A1+ A2=1589.6+2079.6=3689.2 mm2FF=AP （3.1）=3689.2mm2 30MPa=3689.2 mm23010Pa=110.7.（KN）式中 F注射机的公称锁模力（N）；A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P为型腔内熔体压力，查参考文献表5-1，取P=30MP ； 结合上面两项的计算，查参考文献中的表4-2，初步确定注塑机为 XS-ZY-250型注射机。该注射机的主要技术参数如下所示：表4-2 注射机XS-ZY-250技术参数表特性内容特性内容结构类型卧式拉杆内间距/mm448370理论注射容积/ cm250模板最大行程/mm500螺杆直径/ mmf50最大模具厚度/mm350注射压/ MP130最小模具厚度/mm200注射速率/ g/s200锁模形式/mm液压注射行程/ mm160模具定位孔直径/mm125+0.060螺杆转速/ r/min2589喷嘴球半径/mm18塑化能力/ g/s喷嘴孔直径/mmf4锁模力/ KN1800模板尺寸（mm）598520资料来源： 陈志刚主编塑料模具设计北京：机械工业出版社，2003年2月，第98页3.3 型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核型腔数量校核为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计前应合理的确定型腔数目。按注射机的最大注射量校核型腔数量 （3.2）其中 注射机最大注射量，； 浇注系统凝料量，； 单个塑件的容积，；通过上面可知算单个塑件的质量为103.62g；浇道凝料的质量为 51.81g。而凝料的容量和最小注射量应不小于注射机额定最大注射量的20%，故可得， n=1.43，所以型腔的数目取：n=1。最大注射量的校核 由于=250cm3,故满足使用要求。锁模力的校核式中：熔融塑料在分型面上的涨开力（N）；型腔数目，为2；A塑件在分型面上的投影面积，为1589.63mm2；A1浇注系统在分型面的投影面积，为490.96mm2；p型腔内塑料熔体的平均压力，为40Mpa；其中，A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积，为3670.22mm2；压力损失系数，随塑料品种注射机类型喷嘴阻力流道阻力的不同而变化，可在0.20.4的范围内选取；注射压力，即料桶内柱塞或螺杆施于熔体上的压力，为150Mpa；算得=146808.8N，F=220213.2N，满足。第四章 注射模具结构设计4.1型腔的确定为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计前应确定合理的型腔数目。由于本模具所要达到的生产批量为大批量，为中批量生产，结合本塑件结构也较复杂，因此综合考虑本模具采用一模一腔比较合理。4.2制品成型位置及分型面的选择在注塑过程中，打开模具用于取出塑件或浇注系统凝料的面，通称为分型面。常见的取出塑件的主分型面与开模方向垂直，分型面大多是平面，也有倾斜面、曲面或台阶面。分型面是决定模具机构形式的重要因素，分型面选择的是否合适对塑件质量、模具制造与使用性能都有很大影响，它决定了模具的机构类型，是模具设计中的一个重要环节。 模具设计时应根据制品的结构形状、尺寸精度、浇注系统形式、推出方式、排气方式及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择。在选择分型面时一般应遵循以下原则： （1）应便于塑件脱模和简化模具结构，选择分型面应尽可能使塑件开模时留在动模。这样便于利用注射机锁模机构中的顶出装置带动塑件脱模机构工作。 （2）分型面应尽可能的选择在不影响外观的部位，并使其产生的溢料边易于消除和修整。 （3）分型面的选择应有利于排气。（4）分型面的选择应便于模具零件的加工。（5）分型面的选择应考虑注射机的技术规格。4.3 浇注系统设计 注射模的浇注系统是塑料熔体从注射机的喷嘴进入模具开始到型腔为止所流经的通道。它的作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中，将型腔内气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸稳定的塑件。因此，浇注系统设计的正确与否直接关系到注射成型的效率和塑件质量。浇注系统是由主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。在设计模具浇注系统时，首先考虑使得塑料熔体迅速填充型腔，减少压力与热量损失。其次，应从经济上考虑，尽量减少由于流道产生的废料比例。最后，应容易修除制品上的浇口痕迹。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵守如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性。（2）采用尽量短的流程，以减小热量与压力损失。（3）浇注系统设计应有利于良好的排气。（4）防止型芯变形和嵌件位移。（5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。（6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。（7）流动距离比和流动面积比的校核。（8）尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成型周期短，效率高。（9）大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，应予以充分考虑。 主流道设计 主浇道即从注射机喷嘴开始到分流道为止的熔融塑料的流动通道。它与注射机的喷嘴在同一轴线上。目前最为普遍的主流道结构，是以浇口套形式镶入模板中，这种主流道适用于所有注射模具。为防止浇口套被注塑机喷嘴撞伤，应采取淬火处理使其具有一定硬度。主流道的基本尺寸通常取决于两个方面：第一个是使用的塑料种类，所成型制品的质量和壁厚。第二个是注射机喷嘴几何参数与主浇道尺寸的关系。 主流道设计时，其设计要点如下：（1）一般主浇道设计成圆锥形，锥度为28-48。以便凝料从流道内取出。查参考文献1可得，聚丙烯的流动性良好，取2合适。内壁表面粗糙度小于0.631.25m，这里取。（2）为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道与喷嘴接触处紧密对接，主流道对接处制成球形凹坑，其球面半径；主流道的进口直径应根据注射机的喷嘴孔直径确定，一般。由可知浇口套始端球面半径R=12mm,喷嘴直径为D=3.0mm。所以主流道：球面半径：。R=(12+2)mm=14mm进口直径：D=(3.0+0.5)=3.5mm。凹坑深h取3-5mm。这里取h=3mm。由于主流道与塑料熔体及喷嘴反复接触和碰撞，因此常将主流道制成可拆卸的主流道衬套，便于钢材的加工和热处理。通常将主流道衬套在淬火后嵌入模具中，这样在损坏时便于更换或修磨。材料选择T10A，热处理后硬度为53-57 HRC，称套长度与定模板配合部分的厚度一致。浇口套与浇道板配合为H7/m6。主流道衬套的具体结构如图4.2所示： 4.2 主流道衬套图示（3）为了减少料流转向过渡时的阻力，主流道与分流道结合处采用圆角过度，其圆角半径r=13mm.所以取r=2mm。（4）在保证塑料良好成型的前提下， 主流道长度L应尽量短，否则将增多流道凝料，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。通常主流道长度由模板厚度而定，一般取L60mm。由于此塑件采用侧浇口，导致主流到的长度加大，所以取L=100mm。 （5）主流道大端直径D=10.5mm半锥角为，取，取D=10mm。（6）为了使主流道与喷嘴和料筒对中，将定位环与主流道设计成组合结构，定位环与注射机定模固定板定位孔相配合，配合精度为H11/h11，浇口套总长L0=100mm 冷料穴的设计 冷料穴的作用：贮存因两次注射间隔产生的冷料及熔体流动的前锋冷料，防止熔体冷料进入型腔。设计要求：冷料穴底部成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用。冷料穴分为主流道冷料穴和分流道冷料穴。冷料穴的位置一般都设计在主流道或分流道的末端，亦即塑料最先到达的部位。其作用是防止在注射时将冷料注入型腔，而使制品产生缺陷。在开模时，冷料穴又起到将主流道的凝料从浇口套中拉出的作用。冷料穴的直径应大于主流道大端直径。本模具在主流道设有冷料穴。具体见图4.3浇注系统截面图。 图4.3浇注系统截面图 分流道设计分流道为主流道和浇口之间的流动通道。一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用的分流道截面有圆形、梯形、U形和六角形等，如下图4-4所示： 4.4 常用流道截面形状查参考资料中表6-1可知，聚苯已烯塑料的分流道断面直径的推荐值为4.89.5mm，要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成圆形流道。取断面直径为6mm。下面用经验公式做更精确确定。分流道熔体体积流量：qv=V/nt=20022=25(cm3 /s ) （4.2）式中 qv -熔体体积流量，V -制件体积，通常可取V=（0.50.8）Vg，Vg为注射机的公称注射量，可知V=0.8*250=200cm3 ；t -注射时间，由参考文献表6-2可知t=2s；n分流道个数，这里取n=2. 浇口的位置、数量的确定浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间以及防止倒流等作用。浇口的类型很多，一般常见的有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、扇形浇口、薄膜浇口等多种，根据其特性不同使用在不同场合。一般情况浇口采用长度很短（0.52mm）而截面很狭窄的小浇口，因此流动阻力很大，细微的变化都会对塑料熔体的充填产生很大的影响。浇口设计主要包括浇口的数目、位置形状和尺寸的设计。浇口的数目和位置主要影响充填模式，而浇口的形状与尺寸主要影响熔体流动性质。浇口设计该保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，另一方面应该避免射流、滞流、凹陷等现象的发生。浇口位置的选择将影响塑料件的填充行为 、制品的最终尺寸（公差）、收缩行为、翘曲和机械性能水平、表面质量（外观）。浇口的设计需要遵循以下基本设计原则： （1）浇口的尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动。（2）浇口的位置应有利于流动排气和补料。 （3）浇口位置应使流程最短，料流变向少，防止型芯变形。（4）浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度。（5）浇口的位置应考虑定位作用和对塑件性能的影响。（6）浇口的位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位。一方面应通过分析，本模具的浇口设计为侧浇口，与点浇口的优势为这里可以用两板模，而点浇口要用三板模，简化模具结构。这里浇口的的断面形状设计为圆角梯形，其截面厚度h通常取浇口处壁厚的1/32/3,这里取h=1mm；其截面宽度b取8h,b=8mm；浇口长度取l=1mm。 但是，这只是给出一个浇口范围，并没有确定浇口数量和具体的浇口位置。所以，我们继续进行下面的分析。由于采用一模两腔，同时又采用侧浇口，侧浇口一开设侧面并且表面要求不高的面上4.4 成型零部件设计成型零部件的设计应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计。成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。本设计中采用平均值法计算，其中：塑件的尺寸精度取IT4级精度。模具制造精度取 = 。具体的设计及计算如下。凹模结构设计与计算凹模是成型塑件外表面的零部件，其结构类型有整体式和组合式。本塑料若采用整体式虽然结构简单、牢固、不容易变形，塑件无拼缝痕迹，但将造成加工困难，浪费材料，更换不便，增加成本等一系列问题。所以采用组合式。这样可以改善加工工艺性，减少热变形，节省优质钢材。将四壁加工，热处理、研磨抛光后压入模套。为使内壁接缝紧密，其连接处外侧留有0.4mm的间隙。配合H7/f7，具体见总装配图。凹模按其结构可分为六种，1.整体式凹模；2.整体嵌入式凹模；3.局部镶嵌式凹模；4.大面积镶嵌式凹模；5.四壁拼合式凹模；6.拼块式凹模。对于有侧凹的圆形塑件（如骨架类塑件和带有嵌件的塑件），为了塑件顺利地从凹模里取出来，凹模常用相同的两块或多块拼成，所以本产品采用组合式凹模。.1型腔的径尺寸计算塑件外形尺寸： ，。由参考文献中的公式7-7得型腔的径向基本尺寸为： （4.6） 其中 Lm型腔的基本尺寸（mm）；塑料的平均收缩率，由可知=0.005； 塑件外形基本尺寸(mm)； 模具制造公差，这里取 =； 塑件尺寸公差值。4.4.1.2型腔的深度尺寸计算塑件高度尺寸：。由参考文献中的公式7-11得型腔的深度尺寸为： （4.7）其中 塑件高度尺寸； 型腔深度尺寸； 模具制造公差=；塑件尺寸公差；塑料的平均收缩率； 型芯结构设计与尺寸计算型芯是用来成型塑件的内表面，本产品采用组合试型芯，上型芯连接方式为凸肩与A板连接，下型芯连接方式为螺钉连接。.1型芯径向尺寸计算塑件的内形尺寸： ，。由参考文献中公式7-9得 （4.8） 其中 塑件的内形尺寸(mm)；塑料的平均收缩率, =0.005； 塑件内形基本尺寸(mm)； 模具制造公差，这里取=；塑件尺寸公差。.2 型芯高度尺寸塑件高度尺寸：，。由参考文献公式7-13得 （4.9） 其中 塑件深度尺寸； 型芯高度尺寸；模具制造公差，这里取=；塑件尺寸公差；塑料的平均收缩率；成型零件的尺寸对应凹模零件图，大型芯零件图，以及小型芯零件图。4.5模架的选用注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用非标准模架。 型腔侧壁以及底板厚度尺寸在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。具体计算如下；（1）定模一侧尺寸计算1）从刚度的观点出发，型腔最小壁厚为：式中：L自由膨胀与约束膨胀的分界点高度，为16mm； r型腔内径，为22.5mm； R型腔外径；算得R=38.82mm，故侧壁厚度。2）从强度的观点出发，型腔最小壁厚为：式中：凹模侧壁的允许最大抗弯应力，取160Mpa； p型腔内熔体压力，一般取2545 Mpa； L型腔侧壁尺寸，为16mm； S底板厚度，为24mm； 泊松比，为0.25；算得R32.94mm,故10.44mm。综合以上得17mm。模具高度尺寸的确定各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意：（1）凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若凸模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能确定，厚度满足11mm可满足要求，为了安全，取底板厚度为15mm，。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取凹模底板厚度为35 mm。（2）推杆推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为75mm左右，黏结在型芯上的尺寸约75mm左右，所以当推出距离为25 mm时就能使塑件和型芯分离。 完成了以上的工作，确定模架的长宽具体尺寸为330250 mm。各模板的确定如下：（a）A板的尺寸本模具中A板既为定模型腔固定板又为上模座，因为塑件上型芯固定在A板上，而且斜导柱固定部分也在A板上，根据下面斜导柱计算的公式可知，A板的厚度可取为40mm。 (c)垫块尺寸如果垫板（即模脚）的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，需要满足下面关系式：Hh1h2h3h0 式中 H垫板高度；h1挡销高度，一般取(35)mm，这里取挡销的高度为4mm；h2推板厚度；h3推杆固定板厚度； h推出距离；H4+10+20+30=60mm取垫板的高度大 于60mm即可，这里取垫板的厚度为73mm。完成了以上的工作，确定该模具可用板面尺寸为250330mm，其中A板厚度40 mm，垫板厚度73mm的模架，为了保证凸、凹模不碰伤，动板和定板之间取1 mm间隙。 4.7脱模机构的设计脱模机构的设计有遵循以下原则：1.塑件滞留于动模，以便于借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，使模具结构简单。2.防止塑件变形和损坏，正确分析塑件对模腔的黏附力的大小及其所在部位，有针对性地选择适当的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。3.力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时候，应尽量设在对塑件外观影响不大的位置。在采用推杆脱模尤其要注意这个问题。4.结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。脱模机构分类有多种方法，但主要以脱模装置结构特征分类较实用和直观，参考同类型零件的脱模机构，本塑件产品的脱模机构采用推件板脱模机构。脱模力的计算本产品为薄壁壳类零件，故查参考文献中公式3-56可知脱模力为： （4.12） （4.13）式中 塑料的拉伸模量（MPa），查参考文献表3-29可知；塑件成型平均收缩率，；塑件包容型芯的长度（mm）；塑件的壁厚（mm）；脱模斜度，；塑料与钢材之间的摩擦系数，；塑料泊松比，=0.38； 塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（）。由上面的分析可知，定模上型芯的脱模力为，动模上的型芯的脱模力为。动定模的脱模力相差不大，但由于该塑件有三个侧抽芯，因此在开模时，塑件一定会留在动模上。塑件所需要的最小脱模力为。4.8侧向分型与抽芯机构设计当塑件上具有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹时，塑件不能直接脱模，必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的，称为活动型芯，在塑件脱模前先将活动型芯抽出然后再从模中取出塑件。带动侧向成型零件作侧向移动的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类。机动侧向分型与抽芯机构根据传动零件的不同，由可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构。根据塑件的特点，本模具采用斜滑块驱动侧向分型抽芯机构，通常斜滑块由锥行模套锁紧，能承受较大的侧向力。斜滑块和套模都设计在动模一边，以便用顶出力同时达到推出塑件和侧向分型抽芯的目的。为了防止塑件对定模型芯的包紧力大于塑件对动模型芯的包紧力以及损伤，主型芯设于动模，这样有利于塑件顺利推出。滑块推出一般不超过导滑槽的2/3，否则会影响复位。主型芯设于动模边有利于塑件脱出导向，并防止损失的作用。为了确保凹模斜滑块闭合锁紧，注射成型时不至于溢料，模具闭合后斜滑底部与模套之间应该有0.5mm间隙，同时斜滑块还应该高出模套0.5mm。斜销固定段与模板的配合为，与滑块呈松动配合，通常为，有时需要保持0.51mm的间隙。斜导柱的设计.1 抽芯距的计算抽芯距是指将侧型芯抽至不妨碍塑件脱模位置的距离。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸台高度加上23mm的安全系数。由参考文献中的公式4-29可知： 式中 S抽芯距（mm）； 塑件侧孔深度或侧凸台高度（mm）。该塑件有两个小的大小相同的对称的斜侧孔以及一个较大的斜侧孔，其深度分别为：=2.5mm，=50mm。根据本塑件的特点将一个小孔与一个大孔放在一个滑块上，另一个小孔放在另一个滑块上。这里的抽芯距只要计算两个即可。 S=h+(23)mm （4.18） =12+2.5 = 14.5mm4.8.1.3斜导柱倾角的计算。斜导柱倾角a时确定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它决定了开模长度和斜导柱的长度，而且对于导柱的受力情况有重要的影响，一般取1020，这里取20.4.9冷却系统的设计4.9.2.冷却系统的设计原则1合理确定冷却管道的直径中心距以及与型腔壁的距离。根据经验，一般冷却管道中心线与型腔的距离应为冷却管道直径的12倍，冷却管道的中心距约为管道直径的35倍，并尽可能使冷却管道孔分别到各处型腔表面的距离相等。2降低进出水的温差。一般精密模具的进出水温差应在2内，普通模具不应超过5。3浇口处应加强冷却。通常将冷却水回路的入口设在浇口附近。4避免将冷却水道开设在塑件熔接痕处，并注意干涉及密封等问题。5冷却管道应便于加工和清理。鉴于以上几点设计原则，合理布置水道。6.本模具采用的水嘴类型如下图所示：选用黄铜材料，所有冷却水道水嘴与模具冷却水道孔都采用螺纹连接。在其螺纹部位，应缠绕生胶带以防止冷却水泄漏。图。水嘴第五章 试模5.1试模过程 模具装配完成以后，在交付之前应进行试模，试模的目的主要是：检查模具在设计中制造上是否存在缺陷，若有缺陷则需要排除，另外对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高。试模应按以下顺序进行：（1）装模模具尽可能整体安装，模具定位圈装入注射机的定位孔后，以很慢的速度合模，由定模板将模具轻轻压紧，然后装上压板，通过调节螺钉或垫块，将压板压紧。模具固紧后可慢慢开模，装好模具后，按通冷却水管进行检验。（2）试模 做好试模准备后，选用合格的原料，根据上面3.1的注射工艺条件将料筒和喷嘴加热并调试加热温度。当温度合适时可以开机试模。5.2 试模过程中可能产生的缺陷、原因以及调整方法 （1）、注射填充不足 所谓的填充不足是指在足够大注射压力，足够多的料量的条件下注射不满型腔而得不到完整塑件。这种情况极为常见，其主要原因有：1、熔体流动阻力过大 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理；2、型腔排气不良 这是个很容易被忽略的问题，模具精度高，排气尤为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须要合理的安排顶杆、镶块，利用间隙充分排气，否则不仅充模困难，而且容易产生烧焦现象；3、锁模力不足 因注射时动模稍往后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量加大而引起缺料，应调大锁模力，保证正常制件料量； （2）、 制品尺寸超差 初次是试模时经常出现制件尺寸与设计尺寸相差比较大。这个时候不要轻易修改型腔，应从注射工艺上找原因。若尺寸变大，原因可能有：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。若尺寸变小，原因可能有：注射压力偏低，保压时间不足，制件在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小。模具温度过高，制件从型腔取出时，体积收缩率大，尺寸偏小，此时调整工艺参数即可。（3）、 制品产生飞边其主要原因是注射过量、锁模力不足、流动性过好、模具局部配合不佳、模板翘曲变形；（4）、 翘曲变形 产生翘曲变形的原因可能是充模时间过长、推出位置不当、冷却不均匀或保压时间过短等。可以通过加大喷嘴、改变冷却水道和推出杆的位置或延长保压时间解决。（5）、 表面质量差表面质量差可能的原因有物料带有杂质灰尘，未干燥；排气系统不佳；型腔表面粗糙度不高等。可通过对物料的充分清洁干燥、改进排气系统、研磨型腔表面等措施解决。（6）、 制品粘模制品的粘模的原因是由于浇口尺寸太大，且位置不当、型腔的表面粗糙度太高了、脱模斜度太小或推出位置不恰当。应该增加浇口尺寸、改正它的位置；抛光型腔的表面；增加脱模斜度；选择合适的推出位置来达到要求。（7）、 主流道粘模引起主流道粘模的原因有：主流道衬套的表面粗糙度太高、主流道脱模斜度太小、喷嘴的孔径大于主流道的直径、主流道衬套的弧度与喷嘴的弧度不吻合。应该减低主流道粗糙度、增加主流道的斜度、减小喷嘴直径、使喷嘴和主流道的尺寸相同并对准。（8）、气泡产生气泡的原因：原料含水分、溶剂或易挥发物、塑料温度太高或受热时间太长，已降解或分解、注射压力太大、注射螺杆退回太早、模具温度太低、注射速度太快、在机筒加料端混入空气。应该干燥原料、降低成型温度，或拆机换新料、降低注射压力、延长退回时间或增加预塑时间、提高模温、降低注射速度、适当增加背压排气，或对空注射。（9）、凹痕产生凹痕的原因：流道浇口太小、制品太厚或薄厚悬殊太大、浇口位置不适当、注射及保压时间太短、加料量不够、机筒温度太高、注射压力太小、注射速度太低。应该增加流道浇口尺寸、改进制件工艺设计使制件薄厚相差小、浇口开在制件的厚壁处改进浇口位置、延长注射及保压时间、增加装料量、降低机筒温度、提高注射压力、提高注射温度。（10）、 熔接痕产生熔接痕的原因：料筒温度太低、模具温度太低、注射压力太小、模具排气不良。应该提高机筒喷嘴及模具温度、减少浇口或改变浇口位置、采用雾化脱模剂减少用量、提高注射速度、提高模温、提高注射压力、增加模具排气孔。5.3 试模过程记录试模过程中应做详细的记录并将结果填入试模记录卡，注明模具是否合格。如需返修，则应提出相应的返修意见，在记录卡中应摘录成型工艺条件及操作注意点，著明产品的缺陷，最好能附上加工出来的制品，以供参考。试模后，将模具清理干净，涂上防锈油，然后入库或返修。参考文献：（1）杨海鹏主编. 塑料成型工艺与模具设计. （2）王树勋、丁炜主编. UG NX 4.0注塑模具设计实用教程.（3）冲压与塑压成形设备致谢经过三个月的毕业设计忙碌之后，设计最终完成。毕业设计直接关系我们的专业知识，而且涉及了很多机械领域里的知识。我们通过做毕业设计，巩固了我所学的专业知识以及机械专业的基础知识，并使之系统化、条理化，可应用化。同时培养了我们正确的设计思想和方法，以及独立解决工程实际问题的工作能力，提高了我们查阅资料、分析实际问题、设计计算、CAD设计、绘图、写说明书、等方面的能力，为以后投入工作打下了基础。在这里首先要感谢的就是我们的导师-杨海鹏老师。徐老师给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路。最后还要感谢系里的领导以及其他老师给我的帮助。 附件图纸型芯装配图定模板滑块垫板动模板