基于CATIA的塑料罩壳的注塑模具设计【注射模】

塑料罩壳注塑模具设计 摘 要国内外经济快速发展的今天，对塑料模具设计、使用和研究都是很普遍的，本次设计我们在了解零件的性能和功用的前提下，对其工艺性能和尺寸需要保证的精度进行了分析。权衡了塑料罩壳的外形尺寸。本次的模具采用一模四腔，侧进料口，注射机的型号采用 HTF80XB，并且还要具有冷却系统。拥有了合理的加工步骤，利用二维 CAD 和三维 UG 绘制总的装配图和主要的零件图。在设计说明里面，我采用了比较简便的语言和示意图，对其进行了在分析，所以就得到了合理的注塑模具设计。关键词：塑料罩壳，一模四腔；侧进料口；注射机；冷却系统；注塑模具IAbstractThe domestic and foreign economic rapid development today, the plastic mold design, use and research are very common, this design based on understanding the properties of the parts and functions, to ensure the accuracy of the process performance and size are analyzed.The overall size of the plastic housing is weighed. This mold adopts the first mock exam four cavity, side feed inlet, the type of injection machine by HTF80XB, and also has a cooling system. With reasonable processing steps, 2D CAD and 3D UG are used to draw the total assembly drawings and the main part drawings.In the design description, I used a relatively simple language and schematic diagram, and carried on the analysis, so it has been a reasonable injection mold design.Keywords: plastic cover, the first mock exam four cavity; side inlet; injection machine; cooling system; injection moldII目录摘 要 .IAbstract.II1 模具工艺规程的编制 .11.1 塑件的工艺性分析 .21.1.1 塑件原材料的分析 .21.1.2 塑件的结构和尺寸几表面质量的分析 .21.2 塑件体积和重量的计算 .31.3 塑件注射工艺参数的确定 .52.注射模结构设计 .62.1 分型面的选择 .62.2 确定型腔的排列方式 .72.3 浇注系统的设计 .82.3.1 主流道设计（如图 2.3.1） .92.3.2 浇口设计 .102.3.3 分浇道和冷料井（如图 2.3.2） .103模具设计的有关数据的计算 .133.1 型腔和型芯工作尺寸的计算（见表 3-1） .133.2 型腔侧壁及底板的厚度校核 .144模具加热和冷却系统的设计 .164.1 模具加热系统 .164.2 模具冷却系统设计 .165.模具有关参数的确定及校核 .195.1 闭合高度的确定及校核 .195.2 注射机有关参数的校核 .205.2.1 注射机注射量的校核 .205.2.2 注射机压力的校核 .215.3 模具尺寸、开模行程和锁模力的校核 .216 模具其它结构设计 .236.1 脱模装置设计 .236.1.1 推出力的计算 .236.1.2 推出机构设计 .246.2 导向与定位机构设计 .266.3 排气及引气系统的设计 .277.模具工作原理 .288模具主要零件加工工艺规程的编制 .298.1 凹模加工工艺进行分析 .298.1.1 凹模形状（如图 8.1） .298.2 凸模加工工艺进行分析 .308.2.1 凸模形状（如图 8.2） .308.2.2 凸模的加工工艺分析（表 8.2.2） .31III9 相关零件和标准件的尺寸 .3310 排气系统的设计 .34附录 1：模架装配图 .35附录 2：模架装配图 2.36附录 3：模架透视图 .37参考文献： .3801 模具工艺规程的编制该塑件是一塑料罩壳，其零件图（图 1-1）所示，材料采用 ABS 工程塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物），生产类型为大批量（20 万件）。未标注公差精度图 11 塑料罩壳零件图11.1 塑件的工艺性分析1.1.1 塑件原材料的分析本塑件材料采用 ABS 工程塑料，属于热塑性塑料。密度为1.031.07g/，从使用性能上来看：ABS 具有良好的综合力学性能：它具有较高的抗冲击强度，和表面硬度，且在低温下也不迅速下降；有良好的耐化学腐蚀性和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性，耐水性和电气性能.从成型性能上来看：该塑料属于无定形料，流动性较好，具有一定的尺寸稳定性，易于成型加工，易于着色；但吸湿性大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度，3 小时。1.1.2 塑件的结构和尺寸几表面质量的分析（1）结构分析从零件图来分析，该零件总体形状为一矩形体。长 28mm、宽 15mm、高17mm，其中有三处镂空。整个塑件没有凹陷、凸缘等情况，无需抽芯机构，属于非常典型的简单结构塑件。（图 1-2 为使用 UG。NX6.0 软件建模后的塑件效果图）图 1-2（塑件效果图）2（2） 尺寸精度本塑件未标注尺寸精度之要求。未标注公差采用 MT5 级精度。可见，该塑件对于精度要求不是很高，对应模具的相关尺寸精度也就容易得到保证。从塑件的厚度来看，周边厚度均为 2，但是其中中间过度部分空间较窄，设计时需注意避免缺陷。（3） 表面质量分析本塑件为一塑料罩壳，点划线所示区域为制品使用时的可见部分。故要求表面比较光洁，避免异色、毛刺、冷疤、云纹等缺陷。总体上讲，该塑件对于表面质量的要求并不太高，表面粗糙度在 Ra12.5 即可满足要求。综上所述，只要注射时能控制好工艺参数，零件的成型要求是比较容易保证的。1.2 塑件体积和重量的计算（计算塑件的重量是为了合理选用注射机）（1） 计算塑件的体积 （参考 UG 得）V=2812.3(mm)（2） 计算塑件重量查表，得 ABS 塑料的密度为：=1.05g/cm。故而塑件的质量为：W =V=1.052.1123=2.95g由于此模具较小，考虑到经济性等因素，此模采用一模四腔的结构。根据外型尺寸、注射时所需压力和工厂的现有设备等情况，试选用 HTF80XB型。以下为该型号注射机参数：型号参数 单位 80A 80B 80C3螺杆直径 mm 34 36 40理论注射容量 cm3 111 124 153注射重量 PS g 101 113 139注射压力 Mpa 206 183 149注射行程 mm 122螺杆转速 r/min 0220料筒加热功率 KW 5.7锁模力 KN 800拉杆内间距(水平垂直) mm 365365允许最大模具厚度 mm 360允许最小模具厚度 mm 150移模行程 mm 310移模开距(最大) mm 670液压顶出行程 mm 100液压顶出力 KN 33液压顶出杆数量 PC 5油泵电动机功率 KW 11油箱容积 l 200机器尺寸(长宽高) m 4.31.251.8机器重量 t 3.22最小模具尺寸(长宽) mm 240240表 1.2.1（注射机参数）（3） 计算塑件投影面积1.3D 测量在 UG 软件中，使用软件自动测量即可得出塑件的单个投影面积注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。An21式中 n -型腔数目4-单个塑件在模具分型面上的投影面积1A-浇注系统在模具分型面上的投影面积2n=4 =476 =382 12m2=4x476+382=228621An2m1.3 塑件注射工艺参数的确定查表和参考实际情况，ABS 的注射参数选择如下（试模时可根据实际情况作适当调整）。时间/h 23 时间/s 55预热温度/ 8085注射压力/MPa 80前段 150170 时间 5中段 165180保压压力 60料筒温度/ 末段 180200 冷却时间 70喷嘴温度/ 170180 总周期 130模具温度/ 5080 螺杆转速/(r/min) 3052.注射模结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及性腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构设计等内容。2.1 分型面的选择将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧。模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具结构应根据分型面选择原则和塑件要求来选择分型面。本塑件为一塑料罩壳,从零件图上看，本塑件无须抽芯等特殊机构，只需一个分型面。但点划线所示部分为零件使用时可见部分，故而需保证此表面的质量分型面设置在 AA 面（如图）。6图 2.1.1（分型面）图 2.1.2（分型面）2.2 确定型腔的排列方式7图 2.2.1（型腔排列)此模采用一模四腔的结构，故而设主流道、一次分流道、二次分流道，型腔置于四个端点2.3 浇注系统的设计普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分：1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道5浇口 6型腔 7冷料穴在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模单腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充8分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。2.3.1 主流道设计（如图 2.3.1）（1）定位圈尺寸： 定位圈直径 100mm安装方式：采用浇口套固定在模板内，定位圈压住浇口套的方式。用2 个 M6 的内六角螺钉固定在模板上。材料： 45 号钢（2）主浇道和浇口套尺寸：根据前一章表 1.2.1 所列数据，得 HTF80XB 型注塑机的喷嘴尺寸为： 喷嘴前端孔径：d=4mm喷嘴球半径： R=18mm根据模具主浇道与喷嘴的关系：R= R+(12)mm d=d+(0.51)mm所以取主浇道的球面半径 R=19mm， 主浇道小端直径 d=4.5mm为了便于将凝料从主浇道中拔出，主浇道应该设计为圆锥型，锥角 为 2 6（此处锥角取 2）。经过换算，主浇道大端的直径为d=7.2mm。为了保证凝料可以顺利进入一级分流道，可在主流道末端设置半径r=5mm 的圆弧过度。9+0.0210取主流道外径为 7.20.010mm，与之配合的模板浇口的极限偏差为7.2 mm，主流道长度 82mm。材料： 浇口套采用预硬化钢 3Cr2Mo,硬度 HR3638，表面经真空熔炼可抛成镜面，粗糙度低。图 2.3.1（主流道）2.3.2 浇口设计根据型腔的排列，本模采用侧浇口。设计时考虑设置在塑件平整的一侧的分型面上，有利于型芯设置和排气。根据经验公式计算，浇口宽度 b=3mm；浇口深度 t=1mm；浇口长度 l=1.5mm。2.3.3 分浇道和冷料井（如图 2.3.2）本塑件采用 ABS 塑料，流动性一般，但考虑设有两级分流道，故需设置冷料井。其中主流道上设置了拉料杆，配合拉料杆的多余凝料可作为一级分流道10的冷料井。分流道1.此模为一模四腔，型腔采用平衡式排列设置，故需采用两级分流道。本塑件考虑采用圆型分流道，完全置与型腔内。其直径查表 d=3mm（如上图）分流道长度和走向的设置完全根据型腔的排列。所以根据计算：一级分流道长 46mm，二级分流道长 24mm。11常用的分流道剖面形状有圆形，梯形和 U 形。（圆形流道须开在分型面两侧，梯形与 U 形流道只需开在分型面一侧）一般分流道直径在310mm，高粘度塑料可达 1216mm。圆形流道 梯形流道 U 形流道分流道的截面尺寸可根据塑件的材料、重量、壁厚以及分流道长度确定1）分流道修正直径 D=DX fL 修正系数(由下图查得) 2）对于塑件制品厚小于 3mm，重量在 200g 以下的，也可用以下经验公式计算分流道直径：（注:此公式计算的流道直径仅限于 3.29.5mm 范围内取值）D-分流道直径G-制品重量L-分流道长度3）对于高粘度塑料，如硬质 PVC 和丙烯酸塑料，在使用以上公式时，可将分流道直径扩大 20%25%。123模具设计的有关数据的计算普通意义上的模具强度包括模具的强度、刚度。模具的各种成型零部件和结构零部件均有强度、刚度的要求，足够的强度才可以保证模具能正常工作。由于模具形式较多，计算也不尽相同且较复杂，实际生产中，采用经验设计和强度校核相结合的方法，通过强度校核来调整设计，保证模具能正常工作。模具强度计算较为复杂，一般采用简化的计算方法,计算时采取保守的做法，原则是：选取最不利的受力结构形式，选用较大的安全系数，然后再优化模具结构，充分提高模具强度。为保证模具能正常工作，不仅要校核模具的整体性强度，也要校核模具局部结构的强度。整体性强度主要针对型腔侧壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的压力等几个方面，实际选用尺寸应大于计算尺寸并取整。校核时应从强度与弯曲两个方面分别计算，选取较大的尺寸。在计算本模具的成型零件的工作尺寸时，均采用平均尺寸，平均收缩率，平均公差（不记磨损量）来计算。查表得，ABS 的收缩率约为 S=0.50.7%，故平均收缩率 Scp=（0.5+0.7）/2=0.6%。由于本零件精度级别要求低，所以 Z与 C 忽略不记，直接取 x=0.5。考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差 Z= /4。3.1 型腔和型芯工作尺寸的计算（见表 3-1）13表 3-1（型腔型芯工作尺寸）3.2 型腔侧壁及底板的厚度校核 凹模外半径 ； 凹模内半径 ； 模具钢材的弹性模量a ； 模具型腔内最大的压力a ； 模具钢材的泊松比0.25 ； 模具强度计算的许用变形量 ； p 模具强度计算许用应力(Mpa)；类别序号尺寸备注 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸1 型腔长度 28 02.Lm=（LsQsp-0.5） 28.218 05.2 型腔宽度 17 02.Lm=（LsQsp-0.5） 17.152 05.型腔3 型腔高度 150.2 Hm=（ HsQsp-0.5） 15.04 1.04 大块型芯长度 240.2 lm=（ls Qsp-0.5） 24.104 01.5中间小块型芯直径 40.2dm=（dsQsp-0.5） 3.974 01.6 型芯宽度 同型腔 同型腔 同型腔7 大块型芯高度 11 5.0hm=（hsQsp-0.5） 10.691 0125.8 小块型芯高度 13.1 01hm=（hsQsp-0.5） 13.679 025.9中间圆柱到两边的中心距 120.3 Cm=CsQspz/212.072 0.5+z0+z0+z00-z0-z0-z 0-z14组合式，低粘度和 4 级精度的条件，查长手册1得： 25=25(0.35r1/5+0.001r) 25(0.35(81.63)1/5+0.00181.63)23m 0.023mm=52mm 2.2105a=40a p 0.25p 300a1).凹模侧壁刚度条件计算公式： R=r ( ) 1/2将数据代入公式得: R=52(0.0232.2105+0.755240/0.0232.2105-1.255240)=85mm2). 凹模侧壁强度条件计算公式： R=r(p/ p-2P)1/2 -1 (p2P)p=133MpaP=25Mpa将数据代入公式得： R64.4mm 综合 1)、2)得：R85mm3).凹模垫板的刚度计算公式： t=0.91r(Pr/E)将数据代入公式得：t34mm4).凹模垫板的强度计算公式： t=1.1r(P/p)将数据代入公式得：t= 21mm15综合 3)、4)得： t=34mm 164模具加热和冷却系统的设计4.1 模具加热系统本塑件是 ABS 塑料制件，模具温度要求不高，无需另行设置加热系统，预热后注意保温即可。4.2 模具冷却系统设计在注射模中，模具的温度直接影响到塑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相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为 左右，熔体固化成为塑件后，C20从 左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热C60量带走。对于要求较低模温（一般小于 ）的塑料，如本设计中的8POM，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热有通入热水、蒸汽，热油和电阻丝加热等。温度调节对塑件质量的影响注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。设计冷却系统的目的在于维持模具适当而有效率的冷却。冷却孔道应使用标准尺寸，以方便加工与组装。设计冷却系统时，模具设计者必须根据塑件的壁厚与体积决定下列设计参数： 冷却孔道的位置与尺寸、孔道的长度、孔道的种类、孔道的配置与连接、以及冷却剂的流动速率与热传性质。冷却管路的位置与尺寸17塑件壁厚应该尽可能维持均匀。冷却孔道最好设置是在型芯块与型腔块内，设在模块以外的冷却孔道比较不易精确地冷却模具。通常，钢模的冷却孔道与模具表面、模穴或模心的距离应维持为冷却孔道直径的 12 倍，冷却孔道之间的间距应维持 35 倍直径。冷却孔道直径通常为 612 mm（7/169/16 英吋），在此取 8mm。 模具是否需要冷却系统可做如下设计计算：根据热平衡计算：在单位时间内熔体凝固时放出等热量等于冷却水所带走的热量，故有公式： qvWQ1/c1 （1-2 ） qv冷却水的体积流量（m/Min）；W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料重量（Kg/Min）；Q1单位的重量的塑料制品在凝固时所放出的热量（KJ/kg）； 冷却水密度；c1 冷却水的比热容； 冷却水出口温度； 冷却水入口温度；1).求塑料制品在固化时每小时释放的热量 Q设注射时间为 2s，冷却时间为 20s，保压时间为 15s，开模取件时间为 3s.，得注射成型周期为 40S。设用 20的水作为冷却介质，其出口温度为 28，水呈湍流状态，一个小时成型次数 n3600/4090WMn66.64905997g/h=6Kg/h查手册1得 PP 单位重量放出的热量 Q15.910KJ/h 故 Q=WQ165.910KJ/h3.5410KJ/h2).水的体积流量由公式 qvWQ1/c1 （1-2 ）(3540/60)/（104.187(28-20)）m/Min1.810-m/Min183).求冷却水道直径 d根据水的体积流量查手册1得 d=8mm模具冷却系统195.模具有关参数的确定及校核5.1 闭合高度的确定及校核本模采用标准模架（如图 5.1），根据校核的壁厚及底部厚度数值得到的数值与固定零件的设计经验，确定：模板为 250X250 见方，定模座板厚度 H1=25mm、定模板 H2=80mm,，动模板 H3=70mm，动模座板 H5=25mm，根据推出行程和结构确定垫块厚度为 H5=80mm。因而模具闭合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5+ =280mm由上述计算模具模具闭合高度 H=280mm，HTF80XB 型卧式注射机所允许的模具最小厚度 Hmin=90mm, 最大厚度 Hmax=240mm,即模具满足HminHHmax 的安装条件。如（图 5.1）20图 5.1（标准模架）5.2 注射机有关参数的校核5.2.1 注射机注射量的校核为了保证注射机能够满足注射要求，故而对注射机的注射量进行校核。由公式 K 利 V 公V 件+V 废 ，得：V 件+V 废=2.8 cmX4+7.02 cm=18.22 cmK 利 V 公=80%X70 cm=56 cm由此可见，注射机注射量完全满足要求。215.2.2 注射机压力的校核为了保证注射机能够保证要求，故对注射机的注射压力进行校核。此模具为 ABS 塑件，所需注射压力 P 注=80Mpa，而注射机注射压力 P 公可达 160Mpa。所以完全能够满足要求。5.3 模具尺寸、开模行程和锁模力的校核（1）、模具长宽尺寸模具长宽尺度必须小于注塑机拉杆间距,本设计选用机台拉杆间距为360360,模具长宽为 300x250，经核算机台选用合适。（2）、模具厚度（闭合高度）模具闭合高度必须满足以下公式 maxminH式中 -注射机允许的最大模厚in-注射机允许的最小模厚max本设计中模具厚度为 280mm 160H310， 符合要求（1）开模行程的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：SmaxS= H1 + H2 + H3 + C式中 H1-模具厚度H2-顶出行程H3 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度C 安全距离22本设计中 =670 =280 mm =30mm H3 =92mm C 取 100mmmaxS1H2总的开模距离需要 S=502mm 以上. 经计算，符合要求。（2）锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。An21式中 n -型腔数目-单个塑件在模具分型面上的投影面积1A-浇注系统在模具分型面上的投影面积2n=4 =476 =382 12m2=4x476+382=228621An注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：（ ）P F21An式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据教科书表 5-1，型腔内压通常为 20-40MPa，一般制品为 24-34MPa，精密制品为 39-44MPa，本设计中取 P 为 30MPa。（ ）P=2886x30x1.1x0.001= 95KN800KN21An锁模力符合要求236 模具其它结构设计6.1 脱模装置设计6.1.1 推出力的计算推出力也称脱模力。脱模力的产生范围：（脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。 不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力 。 机构本身运动的磨擦阻力。塑件与模具之间的粘附力。 初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a 脱模力与塑件壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。 b 塑件收缩率，弹性模量 E 越大，脱模力越大。 c 塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。 d 排除大气压力和塑件对型芯的粘附等因素，则型芯斜角大到，塑件则自动脱落。脱模力是将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。由t/d3/560.05 可知，该零件属于圆环形薄壁制件，脱模力按下式计算。式中 圆环形制品的壁厚， 1.5mm；11E 塑料的弹性模量，查表得 POM 得弹性模量为 2800MPa；AKfESLF1.0tancos221 24S 塑料平均成型收缩率，S1.80；L 制件对型芯的包容长度，L30mm；模具型芯的脱模斜度， 1；f 制件与型芯制件的摩擦因素，查表得 PE 与钢的摩擦系数为0.21；塑料的泊松比，查表得 PS 的泊松比为 0；无量纲系数，由 f0.21 查表得 1.0035；2K2KA 通孔制件 A 等于 0.211因此， 48.1032035.1)tan1.(cos%285.10F6.1.2 推出机构设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出机构的导向和复位部件等组成。脱模机构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。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、套管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。脱模机构的选用原则：（1）使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；（2）推力分布依脱模阻力的的大小要合理安排；（3）推杆的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4）推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；本设计中采用推杆推出机构使塑料制件顺利脱模。256.1.2.1 拉料杆的设计侧浇口主流道需要设置拉料杆，使开模时分流道与产品分离，浇口尺寸如CAD 图所示，根据此图结合实际选用适当值。本设计采用 5mm 大小拉料杆。6.1.2.2 推杆的设计（1）、推杆布置该塑件采用了司筒针顶出机构，其分布情况如图所示，这些推杆均匀的分布在产品边缘处，使制品所受的推出力均衡。推杆布置26（2）、推杆的设计本设计中采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为 ，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，POM 塑9/8/fHf或料的溢料间隙为 。m06.4.6.2 导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。1. 导向结构的总体设计（1） 导向零件应合理的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距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。（2） 根据模具的形状和大小，一副模具一般需要 2-4 个导柱。如果，模具的凸模与凹模合模有方位要求时，则用两个直径不同的导柱，或用两个直径相同，但错开位置的导柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。（4） 导柱和导套在分型面处应有承屑槽（5） 导柱导套及导向孔的轴线应保证平行（6） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2. 导柱的设计（1） 有单节与台阶式之分（2） 导柱的长度必须高出公模端面 68mm（3） 导柱头部应有圆锥或球形的引导部分（4） 固定方式有铆接固定和螺钉固定（5） 其表面应热处理，以保证耐磨。273. 导套和导向孔（1） 无导套的导向孔，直接开在模板上，模板较厚时，导向孔必须做成盲孔，侧壁增加排气孔。（2） 导套有套筒式台阶式凸台式（3） 为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角 r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.6.3 排气及引气系统的设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。287.模具工作原理模具安装在注射机上，型腔毛坯固定在注射机的定模板上，型芯固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料注入型腔，经保压，冷却后模件成型。开模后动模随动模座板一起运动，渐渐将分型面分开。首先，为取出直接浇口系统的凝料，拉料杆钩住主流道，迫使主流道凝料脱出浇料口。分型结束后，液压系统启动，推出推板，拉料杆和四个顶杆将附在型芯上的塑件顶出，由于拉料杆钩住了塑件，塑件不一定能自行落下，所以最后可能需要工人人工取下塑件。接着可以合模，合模时，在导柱和导套的作用下，注射机的合模系统带动动模部分向前移动，使模具闭合，并提供足够的合模力锁紧模具，与此同时准备预热下次注射所用熔料。至此，一次注射过程完成。298模具主要零件加工工艺规程的编制根据结构的复杂程度，由于采用了标准模架，大部分零件作为标准件都可以买到，无须自己加工，所以现在仅对上凹模及下模的加工工艺进行分析。8.1 凹模加工工艺进行分析8.1.1 凹模形状（如图 8.1）图 8.1（凹模）8.1.2 凹模的加工工艺过程30序号 工序名称 工序内容1 下料 135mmX145mm50mm2 锻料 锻至 135mmX145mmX503 热处理 退火至 180200HBS4 铣铣上表面 46mm（留磨余量 1mm）铣四周表面 131mmX141mm（留磨余量1mm）5 数控铣铣出型腔大致形状，内腔的四周和底面留 0.2mm 余量6 电火花加工加工出型腔的精确形状留 0.1mm 研磨余量7 热处理 淬火至要求8 平面磨平磨毛坯各个外表面至与定模板和定模座板的固定配合要求9 钳 研磨型腔至 Ra（0.20.4）mm表 8.1.28.2 凸模加工工艺进行分析8.2.1 凸模形状（如图 8.2）31图 8.2（凸模形状）8.2.2 凸模的加工工艺分析（表 8.2.2）序号 工序名称 工序内容1 下料 135mmX140mmX45mm2 锻料 锻至 135mmX140mmX45mm3 铣铣四周和底面至（留磨余量 0.1mm）131mmX141mmX44mm4 数控铣 铣出型芯形状（留研磨余量 0.1mm）5 热处理 淬火至设计要求6 平磨底座四周面及底板磨至与动模板的配合要求327 磨内圆 磨至要求8 钳 研磨型芯表面至 Ra（0.20.4 ）mm339 相关零件和标准件的尺寸3410 排气系统的设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。35附录 1：模架装配图附图 1（模架装配图 1）36附录 2：模架装配图 2附图 2（模架装配图 2）37附录 3：模架透视图附图 2（模架透视图）38参考文献：1 陆劲昆、初利宝：Unigraphics NX1.0 注塑模具设计，2002 年 12 月第 1 版，北京大学出版社2 屈华昌：塑料成型工艺与模具设计，2005 年 5 月第 1 版，高等教育出版社3 何华妹：UG NX3 注塑模具设计实例精解，2005 年 9 月第 1 版，清华大学出版社4 塑料模设计手册，1994 年 10 月第 1 版，机械工业出版社5 陈万林：实用塑料注射模具的设计与制造，2000 年 10 月第 1 版，机械工业出版社6 K.Stoes(德)：模具制造手册，2003 年 2 月第 1 版，化学工业出版社7 王启平：机械制造工艺学，1999 年 9 月第 5 版，哈尔滨工业大学出版社8 史铁梁：模具设计指导，2003 年 8 月第 1 版，机械工业出版社