多功能文具盒上盖注塑模设计

I陕 西 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书机电 学院 材料成型及控制工程 专业 02 级 学生： 刘 珍 毕业设计题目 多功能文具盒上盖注塑模设计毕业设计（论文）从 2003 年 5 月 12 日起到 2004 年 6 月 15 日课题的意义及培养目标：通过毕业设计，培养学生独立思考、翻阅资料、分析解决问题的能力，树立理论联系实际的指导思想。通过对冲压模和注塑模的结构设计与型腔加工原理分析和电子文档的制作过程，进一步加深对所学模具专业知识的理解和应用，同时掌握用计算机软件绘图的方法。塑料模具的设计是对四年来所学知识进行的综合性训练。通过设计过程，培养对工作认真负责的态度、对事物严谨的思考、严密的逻辑思维的工作作风和提高空间思维的能力。更熟练的掌握合理设计模具的方法。设计（论文）所需收集的原始数据与资料：所需资料： 中国模具设计大典 模具制造工艺塑料成型模具 塑料模具设计图册机械设计课程设计手册模具设计与制造简明手册课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1根据塑件绘制零件图。2. 确定模具设计方案，绘制装配结构草图。3. 注塑模零件结构设计，成型零部件的尺寸计算。II 4. 确定模具零部件的加工方法。5. 用计算机绘制装配图、零件图，编写说明书。设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周 次 设计（论文）任务及要求第 1 周 确定设计方案，绘制结构草图第 2 周 选择注塑机、标准模架第 3 周 成型零部件的尺寸计算第 4 周 用计算机软件绘制装配图、零件图第 5 周 整理说明书学生签名： 日期：指导教师： 日期：教研室签字： 日期：III多功能文具盒上盖塑模设计【摘要】分析了多功能文具盒上盖的结构和工艺特点，介绍了注塑模的结构与工作过程，设计了内侧抽芯多功能文具盒上盖注塑模，包括结构设计、参数计算和主要部件设计。【关键词】注塑模、多功能文具盒上盖、内侧抽芯、 。【Abstract】The structure and technological process characteristics of the cover on the multi-function writing case, the structure and working process of the injection mould were introduced, the inside pull out the core mould for the cover on the multi-function writing case was designed ,including design of the structure、parameter calculation and designing methods of main parks。【Key word 】injection mould 、the cover on the multi-function writing case、t he inside pull out the core 。引言近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料成型模具增长十分迅速。高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大，塑料模具的地位也越来越重要，因此，对模具设计人员的要求也越来越高。已有传统的平面设计转向三维设计和计算机辅助，设计周期也越来越短。模具设计人员一般是在接到一部分图纸、一个样品或现在还很少使用的产品的模型后，便开始进行新模具的设计。需要增加的信息包括模具使用的注塑机、要求的型腔个数；如果图纸没有标出还要知道该制品所要使用塑料的类型。在进行模具设计前还要了解塑料特性、将生产多少制品、预期周期、制品用在何处、怎样使用、制品是否要同其他零件进行配合、收缩率、脱模角、需要何种类型流道系统、浇口位置、流动和熔合线、顶出痕、表面精整要求，型腔位置、模具所需备件、注塑机性能指标、在注塑机中的安装问题、模具设计计划时间IV 等。另一个问题是很多模具要进行估价，考虑模具成本。模具成本包括：模具设计工程率，总的成本为各项之和。任何一家企业都要用它的产品来赢利的，所以模具的成本必须是有竞争力的。模具是国民经济发展的基础工业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业发展水平，它与现代工业和科学技术有着不可分离的联系，在汽车、航空、无线电、家电、仪表以及机械制造和日用品等工业有着极其广泛的应用。据统计，用模具制造出来的零件，在机电产品中占 60%70%，在电视、录音机、计算机等电子产品中占 80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱等轻工业产品中占 85%。可见，研究和发展模具技术，对于改进国民经济的发展具有特别重要的意义。现阶段，我国的模具技术和国外有一定的差距，主要表现在：、标准化程度降低，采用标准件不到 25%；、模具品种少、效率低；、模具制造精度低、周期长，数控机床、电加工机床总和只在 20%；、技术力量落后，管理水平差。近年来，国内外对模具的需求在剧增，其中高强度、高效率、高精度、高寿命模具所占的比例在上升，与此同时各种简易模具的应用日益广泛。为此模具技术正朝着以下的几个方面发展：、发展高精度、高效率、高寿命的模具；、发展各种简易模具，如低熔点的合金模具，超塑料模具，镀基合金模具等；、实现模具的标准化，进行模具的专业化生产；、发展各种高效率精密、自动化的模具加工设备；、开发和应用模具 CAD/CAM 技术，提高模具设计质量和效率以及制造精度；、研究模具新材料，一方面研究高强度、高耐磨性、特殊性能的钢材；另一方面研究简易模具的材料。模具设计是本专业的骨干课程、毕业实习之后的一个极为重要的环节。在课题选择中，我尽量将所学的知识综合运用，所以我选择了两套复合模的设计。带着课题去实习，使我的实习目的更为明确，同时使我对自己的设计课题有了进一步V的了解，对自己所要设计的模具结构和制造工艺有所掌握，使我在设计时尽量减少模具成本(尽量采用标准件)，尽量考虑到模具的实用性和先进性。我的设计当中错误在所难免，恳请提出批评和指正，在此表示感谢！目录任务书摘 要引 言、模具资料的确1.1、分析制品形状及用途11.2、确定模具型腔数、初选标准模架11.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料11.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸41.5、选用注塑机51.6、选用标准模架72、模具与注塑机有关参数的较核92.1 工艺参数的较核92.2 开模行程的较核102.3 模具在注射机上的安装较核103、注系统的设计103.1 主流道和冷料井的设计103.2 分流道的设计123.3 浇口设计134、成型零部件的设计144.1 成型零部件的结构设计144.2 排气方式的选择144.3 型腔、型芯工作尺寸的确定154.3.1 凹模径向尺寸164.3.2 凹模深度164.3.3 型芯径向尺寸计算164.3.4 型芯高度计算175、合模导向及定位机构的设计17 5.1 导向结构的总体设计175.2 导柱的设计18VI 5.3 导套和导向孔186、塑件脱模机构设计197、侧向分型与抽芯机构设计198、模温调节系统设计219、模具材料的选择24致 谢27参考文献28多功能文具盒上盖注塑模设计 11、模具资料的确认1.1、分析制品形状及用途该塑件为多功能文具盒上盖，要求一般精度 MT3 级，成型后不需对制品进行加工为了满足制品表面的光亮度，采用潜伏式浇口为了方便加工和热处理，采用两个推杆平移内侧抽和一个弯销内侧抽1.2、确定模具型腔数、初选标准模架根据制件的形状和结构及题目要求，确定为一模两腔确定注射模标准模架的组合形式根据制件的结构形状及型腔的数目初选模架BL=250400 A=40 B=50 C=80H=75+A+B+C1.3、了解成型树脂的性质选择塑件的材料多功能文具盒上盖为无色透明制件，可选材料为聚丙烯（PP） 、有机玻璃（PMMA） 、 聚苯乙烯（PS） 、苯乙烯-丙烯腈（AS） ，各种材料的性质及用途如下：聚丙烯（PP）、概况聚丙烯是 20 世纪 50 年代末投入工业化生产，由于原理料易的，价格便用途广泛，它是物色透明和有一定光泽的刚性粒，它是线型高聚物。、聚丙烯的是使用性能性能：聚丙烯有卓越的介电性能，耐水性，化学稳定性，易于成型加工；比水轻，机械强度较高，软化点较高，表面硬度及耐热性好但耐磨性差，成型收缩率较大，低温成脆性，对氧敏感，易受紫外线影响而老化。用途：常用来制造继电器的小骨架、高频插座、电容器、微波元件、天线及外壳外框及外罩，盒箱得铰链等。陕西科技大学毕业论文说明书 2 、聚丙烯的成型特性a、吸湿性好，可能发生溶体破裂，长期于金属溶体接触容易发生分解；b、流动性好，易于成型，溢边值在 0.03左右；c、冷却速度快，冷却系统与浇注系统应散热缓慢；d、成型收缩率范围机收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形、收缩方向性强；e、注意控制成型温度，料温低时方向性明显，尤其是低温高压时更明显；模温在 50 以下时塑件不光泽，易产生溶解不良和流痕；再 90 度以上时易发生翘曲变形；f、塑件应壁厚均匀，避免缺口和尖角，以防止应力集中。有机玻璃（PMMA）有机玻璃使用性能性能：透明性极好，力学强度及高，有一定的耐热、耐寒、耐候及耐腐蚀性。绝缘性良好，综合性能好。但质脆，易溶于有机溶剂，如作透光材料，其表面硬度稍低，易擦毛用途：适于制作绝缘零件及透明强度一般的零件有机玻璃成型特性a、吸湿性很低，成型收缩率小，尺寸稳定性高，而且刚性及耐冲性能好；b、抗划痕性低，表面硬度不高；c、有机玻璃的热稳定性差，熔融黏度大，一般常用于热成型、浇铸、注塑等。聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯使用性能性能:电绝缘性优良，无色优良，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性、化学稳定性良好，机械强度一般，但性脆，易产生应力破裂，不耐多功能文具盒上盖注塑模设计 3苯、汽油等有机溶剂。用途：适于制作绝缘透名制件，装饰件及化学仪器、光学仪器等零件聚苯乙烯成型特性a、无定型塑料，吸湿性小，不宜分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生应力开裂；b、流动性好，易于成型，溢边值在 0.03左右；c、塑件壁厚均匀，不宜有嵌件，缺口、尖角，各面应圆滑连接；d、可用螺杆和注塞式注射机加工，喷嘴可用直通式和自锁式；e、易用高料温、高模温、低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形，但料温高易出现银丝，料温低或脱模剂多则透明性差；f、采用各种形式进料口，进料口与塑件应圆弧连接，防止取浇口时损坏塑件，脱模斜度应取 2 以上，推出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道系统。苯乙烯-丙烯（AS）AS 使用性能性能:冲击强度比聚苯乙烯高，耐热、耐油、耐腐蚀性好，弹性模量为现有热塑性塑料较高的一种，并有很好的耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类用途：广泛用来制作耐油、耐热、耐化学腐蚀的零件及电讯仪表的结构零件AS 成型特性a、无定型塑料，吸湿性很大，热稳定性好，不宜分解；b、流动性比 AS 好，不宜出飞边；c、易发生裂纹，塑件应避免尖角、缺口。顶出均匀。脱模斜度应取大点。材料的选择所成型制件为多功能文具盒上盖，从其使用特性、价值、成型特性上考虑，根据以上叙述选择耐油、耐热、耐化学腐蚀、流动性好的 AS 热塑陕西科技大学毕业论文说明书 4 性塑料。由中国模具设计大典P43 查 AS 塑料成型特性注射机成型类型 螺杆式相对密度 /（g/） 1.041.08喷嘴温度 / 170180模具温度 / 5080计算收缩率/% 0.30.8模具温度 / 5080注射机压力/Mpa 60100适用注射机类型 螺杆式、柱塞式1.4、初步设计浇注系统的结构和尺寸确定分型面分开模具取出塑件的面，通称为分型面。注塑模可以有一个或多个分形面，分型面的位置有垂直与开模方向、平行与开模方向以及倾斜与开模方向几种，分形面的形装有平面和曲面等。确定分型面时应考虑以下几点： 塑件在型腔中放置位置的确定塑件从模具中取出时，一般采用一个与注塑机开模运动方向垂直的分型面，放置时设法避免与开模方向垂直或倾斜的侧向分型和侧向抽芯； 分型面形状的确定分型面与注塑机的开模方向垂直，有利于借助开模力取出制件； 分型面位置的选择在开设制件断面轮廓最大处的地方才能使制件顺利的从型腔中脱出，还应考虑下面几种要素：第一，因为分型面不可避免的会在塑件上留下溢料痕迹，或拼合不准确的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑或带圆弧的转角处；第二，从制件的推出装置设置方面考虑，分型面要尽可能地使制件留在动模一边，便于推出机构的设计；第三，从保证制件相关部位的同心度出发，同心度要求高的制件，多功能文具盒上盖注塑模设计 5取分型面时最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一侧；第四，有侧凹和侧孔的制件，取分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模的开模方向上，而将短的一边作为侧向分型和抽芯。根据以上叙述，分型面设置在塑件的最大截面处，见草图。主流道设计设计成圆锥形，锥度为 12（取 1）估算浇注系统的体积：V 浇 =rh=3.1466010-3=1.696 3、浇口的位置设在制件的外侧表面，如图所示：1.5、选用注塑机注射量塑件体积的计算可用形状分割法，规整法来计算塑件的单件体积VS=V1 V2=L1 B1 h- (L1 -2)( B2-4)h1=1007014-986612=98000-77616=20384 3VS=20.384 3V 总 =1.696+20.3842陕西科技大学毕业论文说明书 6 =42.464 3满足注射量：V 机 V 总 0.80=53.08 3V 总 - 塑件与浇注系统凝料体积V 机 -额定注射量 注射压力P 注 P 成型查表 8.310 塑料成型注射压力塑料模具设计大典 P43P 成型 =60100锁模力P 锁 PF式中 P-塑料成形式型腔压力（p=kp 0由于型腔压力与损耗系数 k 的因素较复杂 ，因此在采用通用塑料生产中小型制件时，模腔内的塑料压力常取 2040Mpa，取p=30 Mpa）F浇注系统和塑件分型面上的投影面积F=2LB+1/4D=210070+1/47=14000+38.465=14038.465PF=3014038.465=421.15KN注塑机的类型注塑既有多种分类方法，按外形结构特征分为立式、卧式、直角式注塑机。立式注射机它的特点注射装置与合模装置的轴线冲合并与机器安装底面垂直，占地面积小、模具拆装方便、宜于安装嵌件、料斗中的物料，能均匀的进入机筒。但制品被推出模具后需要人工取处，不易实现机械化和自动多功能文具盒上盖注塑模设计 7化操作。此外机身不稳定、加料不方便、对厂房高度有一定要求等缺点。立式注射机主要用于注射量小于 60的多嵌件制品。卧式注射机它是注射机中最普通和最主要的形式，卧式注射机注射装置和定模安装主要优点是机体较矮，容易操作加料，制品推出后能自动落下，便于实现自动化操作，大、中型注射机多采用这种形式。缺点是设备占地面积大，模具安装不方便以及安放嵌件困难等。直角式注射机其特点注射装置与合模装置的轴线垂直，使用和安装特点介于上述两类注射机之间，适用于中心部位不允许留有浇口痕迹的小型塑料制品。根据以上所述结合塑件的结构特征，为了便于实现自动化生产，提高产率，选用卧式注射机选标准注塑机 根据以上计算查中国模具设计大典表 9.9-3，选注射机型号SZ2501500结构形式 卧式 理论注射量/ 3 255 注射压力/ Mpa 178 注射速率/（g/s） 165 锁模力/KN 1500拉杆内间距/ 460400移模行程/ 430最大模具厚度/ 450最小模具厚度/ 220锁模形式 双曲轴模具定位孔直径/ 160喷嘴球直径/ SR151.6、选用标准模架整体式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度计算陕西科技大学毕业论文说明书 8 侧壁厚度计算变形量为 max()34maxEhpcc由 L/h 而定的常数L侧壁内侧边长，H侧壁内侧边高（型腔深度） ，按允 计算侧壁厚度34Ehpca9624LC整体式矩形型腔侧壁强度计算较为复杂，强度计算股刚度计算的分界尺寸为L=300,当型腔 L300时，按允许变形量即（=0.05）计算壁厚当L300时，按允许变形量 =L/6000 计算=L/6000=706000=0.01C=(3704/144)/ (3704/144+96)=(3625)/(2625+96)=1875/1250+96=1.3935401291a=9.14底板厚度计算341maxSEbPC式中 C1常数，由底板内壁边长 L/h 而定，其值可查表 3.5-4（塑料成型模具书）L/h=100/70=1.4多功能文具盒上盖注塑模设计 9由表查得：C 1=0.0226允许变形量已知时，则按刚度条件计算底板厚度341EbPS354012760=19.79型芯支撑板厚度计算按强度计算的壁厚：324BpabLS3 53.020167=32.9根据以上计算及结构布局草图选择标准模架标准模架的尺寸：动、定模板的尺寸：BL=250355A=50 B=50 C=80模具高度 H=115+A+B+C=115+50+50+80=295动模底板厚度： 25定模底板厚度： 25动模板的厚度： 50定模板的厚度： 50动模垫板厚度： 40模脚高度： 80推料板厚度： 32推板的厚度： 16推板固定板的厚度： 25陕西科技大学毕业论文说明书 10 L Lt LT LM Lm355 299 315 233 3392、模具与注塑机有关参数的较核在模具设计前，应分别对注塑机的工艺参数和安装参数进行较核，以保证注射模能在指定的注射机上正常工作。2.1 工艺参数的较核由于在初选注射机和选用标准模架时，是根据注射量、锁模力、注射压力、模具厚度及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，以符合选用注射机的要求。2.2 开模行程的较核开模行程较核与注射机合模装置的结构类型有关选择的注射机 SZ-250-1000 合模装置的工作行程是曲轴机构的冲程，其最大开模行程由曲轴机构的冲程来决定，不受模具厚度的影响，所以注射机最大开模程与模具厚度无关。此模具采用的是板式模具，是单分型面：HH 1 +H2 +510式中：H注射机动模板的开模行程H1制品推出距离H2包括流道凝料在内的制品高度H=430H1 +H2 +510=14+70+10=94故满足此要求2.3 模具在注射机上的安装较核模架的外形尺寸=315355注射机拉杆空间的距离=460460从标准模架的外形尺寸看小于注射机拉杆空间的距离，并采用压板固定模具，所以选用的注射机规格满足要求。3、浇注系统的设计3.1 主流道和冷料井的设计多功能文具盒上盖注塑模设计 11主流道和浇口衬套的设计在卧式注塑机中用模具，主流道垂直与分型面，为了便于流道凝料的拔出，设计成 2-4 锥角的圆锥形，内壁有 Ra=0.4 的粗度，在内壁研磨和抛光时方向平行于脱模，不形成垂直与脱模方向的划痕，否则会发生脱出困难造成成形中断。主流道与喷嘴接触处做成半球形凹坑，主流道与喷嘴严密配合，避免塑料溢出，凹坑球半径 R1与喷嘴球半径 R2大 12SR2= SR1+12=15+1=16主流道小端直径比喷嘴口孔径大 0.51，常取 48d=5由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触碰撞，设计成独立的主流道衬套，选用优质钢热处理。有的设计将主流道衬套大圆盘设计成模具定位环，用来安装模具时作定位作用，并高出定模表面 510，但在肥皂盒注塑模设计中，定位环直径 D 与配合段外径 D1相差甚大，所以将衬套与定位环分开设计。选择 b型浇口套形式，采用螺钉将定位圈和定模底板联接（为了补偿注塑机喷嘴冲击力作用下主流道变形，将它的长度设计比模板短 0.02）如图所示：冷料井的类型结构由于注塑机喷嘴与冷模具接触降温，致使喷嘴前端常存有一段低温料，为除尽这段冷料，在主流道对面设有冷料井。使冷料不进入分流道和型腔，陕西科技大学毕业论文说明书 12 卧式注射机用模具的冷料井设在与主流道末端相对的动模上，冷料井的底部或四周常做成曲折的钩形或侧向凹槽，使冷料井在分模时能将主流道凝料从主流道中拉出留在动模上。常见的冷料井结构有三类：冷料井底部带推料杆的冷料井带球头形拉料杆的冷料井无拉料杆冷料井由于制件用推件板脱模，所以选择带球头形拉料杆的冷料井，塑料进入冷料井后，紧包在拉料杆球形头的侧凹内，开模时即可将主流道凝料从主流道中拉出，球头拉料杆的根部固定在动模边的型芯固定板上。如图所示：球头形拉料杆3.2 分流道的设计主流道与浇口连接的部分称为分流道。分流道的截面形状常见的有圆形、正六边形、梯形、U 形、半圆形、矩形等数种，在选择截面形状时要从加工的难易程度、流道长度和流道体积相同的情况下流动阻力和热量损失考虑。各种断面形状的利弊分析如下：圆形断面分流道此种分流道比表面积最小，故热量损失小，阻力亦小，浇口可开在流道中心线上，因而延长了交口冻结时间，缺点是需要同时在动模和定模上加工，而且要相互吻合，故制造比较困难，费用高。正六边形分流道 优点同上，其表面积稍大与圆形分流道，但加工稍易，常用于断面尺寸比较小的制件。梯形断面分流道由于这种流道只切削加工在一个模板上，节省了机械加工费用，且热量损失和阻力损失均不太大，故为最常用形式。U 形断面分流道多功能文具盒上盖注塑模设计 13其优缺点与梯形断面分流道基本相同，故亦常采用半圆形断面分流道这种分流道比表面积较大，不经常采用矩形断面分流道分流道比表面积较大，脱模斜度小，也不常采用根据上面分析分流道的截面形状选择梯形断面分流道，因为这种分流道只切削加工在一个模板上，节省了机械加工费用，且热量损失和阻力损失均不太大，其断面尺寸比例为：h=12/3W X=3/4W或取斜边与分模线的垂线成 10 的斜角分流道的截面尺寸可根据制品所用塑料的品种、重量、壁厚以及分流道的长度由经验曲线查知：AS 塑料制品，其分流道直径根据制品重量、壁厚由图 9.2-12模具设计大典中查的：M 塑 = Vs=20.384cm1.05g/cm=21.4gD=4h=1-2/3W=4x=3/4W=3截面尺寸如图所示：3.3 浇口设计浇口与塑件直接相连，把塑料溶体引入型腔。浇口断面形状有圆形、矩形、有宽有薄的狭缝形。圆形截面常见的有针点浇口、潜伏式浇口、主流道形浇口；陕西科技大学毕业论文说明书 14 矩形截面浇口有侧浇口、轮辐式浇口；狭缝式浇口有扇形浇口、薄膜式浇口等。浇口是浇注系统的关键部位，浇口的形状和尺寸对塑件质量影响很大，浇口是整个流道中断面尺寸最小的部分，对冲模流动起着控制作用，成型后制品与浇注系统从浇口分离，因此其尺寸又影响着后加工工作量的大小和塑件外观。根据浇口断面形状的分析，选择潜伏式浇口，因为潜伏式浇口的断面形状和尺寸类似点浇口，它除了具备点浇口的各种特点外，其进料部分一般选在制件表面或比较隐蔽处，不致影响制品的美观，同时可采用两板式模具。如图所示：4、成型零部件的设计4.1 成型零部件的结构设计凹模结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，凹模的结构有整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌组合式和四壁拼合式五种。根据塑件的结构形状及参考文献选择整体式凹模形式，因为整体式凹模是由一整块金属切削加工而成，具有牢固、不易变形的特点。由于形状简单容易制造。凸模结构设计凸模是用来成型塑件内表面的零件，凸模有整体式与组合式之分，为了节省贵重材料、减少加工工作量采用组合式。固定板和凸模可以采用不同的材料和热处理，然后在连成一体，连接形式有轴肩和底板连接、螺钉和销钉连接。螺钉连接虽然简单，但不及轴肩和底板连接可靠。所以采用轴肩和底板连接。如图所示：多功能文具盒上盖注塑模设计 154.2 排气方式的选择当塑料溶体注入型腔时，如果入型腔内原有的气体、蒸汽等不能顺利的排出，将在制品上形成气孔、银丝、灰雾、接缝、表面轮廓不清，型腔不能完全充满，同时还会因气体压缩而产生高温，使之产生焦痕，而且型腔内气体压缩产生的反压力会降低冲模速度，影响注塑周期和产品质量，因此设计型腔时必须考虑排气问题。排气的方式有以下几种：利用分型面或配合间隙排气对于一般的小塑件，当不采用特殊的高速注射时，可利用分型面排气或利用推杆与孔、推管与孔、脱模板与型芯、活动型芯与孔的配合间隙排气。为了增加分型面的排气效果，可增加分型面的粗糙度，并使加工的刀痕或磨削痕顺着排气方向。开设专门的排气槽对于大型塑件或高速注塑模应开设专用的排气槽，最常见的是在型腔周边的分型面上开排气槽。用多孔烧结金属块排气在制品的形状特殊时，型腔最后充满的部位远离分型面和推杆而无法排气时，可在型腔表面气体聚集处镶嵌圆形的烧结金属块排气，因为以金属粉末为原料经模压烧结的金属具有一定的透气性。负压及真空排气通过冷却水道排气是在负压的基础上发展起来的新技术，模具内冷却水通过特殊的容积泵抽吸流动，因此整个冷却水稻在负压下操作，型腔内的气体通过排气间隙从冷却水道中随水带出。根据以上所述由于制品为一般小型制件，采用推板脱模。故选用分形面、脱模板与型芯间隙排气。4.3 型腔、型芯工作尺寸的确定陕西科技大学毕业论文说明书 16 查表 8.310（中国模具设计大典）AS 的收缩率：0.30.8%平均收缩率 S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%塑件为一般精度，公差等级为 MT3 级模塑件的尺寸公差为：(查塑料成型模具书 P6)D=80100 时 =0.52mD=6580 时 =0.46mD=1014 时 =0.16m按平均值计算成型零件工作尺寸的公式表。在凹模和型芯的径向尺寸计算时： m=/3/9X=1/23/4（取 X=3/4）在凹模深度和型芯高度尺寸计算时： m=/3/9X=1/22/3（取 X=2/2）4.3.1 凹模径向尺寸Lm=(1+ Scp) d- X 0+mLm-型腔名义尺寸d-制品的名义尺寸X-修正系数-制品公差 m -模具制造公差Lm1=(1+ Scp) d1- X 10+m=(1+ 0.55%)100- 3/40.520+0.173=(100.55- 0.39)0+0.173=100.160+0.173多功能文具盒上盖注塑模设计 17Lm2=(1+ Scp) d2- X 20+m=(1+ 0.55%)70- 3/40.460+0.153=(70.39-0.345)0+0.153=70.05+0.1534.3.2 凹模深度Hm=(1+ Scp) hs - X 0+m=(1+ 0.55%)14- 2/30.180+0.060=(14.077-0.12) 0+0.060=13.960+0.0604.3.3 型芯径向尺寸计算Lm=(1+ Scp)D+ X -m 0 Lm-型芯名义尺寸D-制品的名义尺寸X-修正系数-制品公差 m-模具制造公差Lm1=(1+ Scp) D1+ X 1 -m 0 =(1+ 0.55%)98+ 3/40.52-0.1730=(98.54+ 0.39) -0.1730=98.93-0.1730Lm2=(1+ Scp) D2+X 2 -m 0=(1+ 0.55%)66+3/40.46 -0.1530=(66.36+0.345) -0.1530=66.71 -0.1530陕西科技大学毕业论文说明书 18 4.3.4 型芯高度计算Hm=(1+ Scp)H + X -m 0=(1+ 0.55%)12+ 2/30.18 -0.0600=(12.07+0.12) -0.0600=12.19-0.06005、合模导向及定位机构的设计导向机构作用：保证模具在进行装配和调模试机时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件应承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用。导向机构零件包括导柱和导套等。5.1 导向结构的总体设计 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； 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；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；导柱和导套在分型面处应有承屑槽；导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；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。5.2 导柱的设计有单节与台阶式之分；导柱的长度必须高出公模端面 68mm；导柱头部应有圆锥或球形的引导部分；固定方式有铆接固定和螺钉固定；其表面应热处理，以保证耐磨。5.3 导套和导向孔多功能文具盒上盖注塑模设计 19 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；导套有套筒式、台阶式、凸台式；为了导柱顺利进入导套孔，在导套前端应倒有圆角。根据模具总体方案的设计确定采用四根导柱导套导柱、导套如图所示：6、塑件脱模机构设计注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一个循环中塑件从型腔内或型腔上自动脱出模外，简单脱模机构是应用最广泛的结构形式，它包括推杆脱模机构、推管脱模机构、推板脱模机构、活动镶件或凹模脱模机构、气动脱模等，最常用的是推杆脱模机构、推管脱模机构和推板脱模机构。 推杆脱模机构推杆是推出机构最常见的一种形式。由于推杆加工方便、安装方便维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中广泛应用，但是，它与塑件接触面积比较小，设计不当易引起应力集中因而顶穿塑件或使塑件变形，因此常用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状和箱类塑件。 推管脱模机构推管脱模机构适用于环形、筒形或中间带孔的塑件，其中尤以圆形截面使用较多，其特点是推管的整个周边和塑件接触，故塑件受力均匀，推出时平衡可靠，制品不易变形，也不会在塑件上留下明显得接触痕迹，但是陕西科技大学毕业论文说明书 20 推出时要与复位杆配合使用。 推板脱模机构它适用于各种薄壁零件，筒形制品和大型罩及各种带一个或多个孔制件。推板推出特点是推出力大均匀，运动平稳，且不会在塑件表面留下推出痕迹，因此应用十分广泛，对于非圆形的塑件和异形孔，推件板上的孔可用线切割加工，制作也十分方便，比推管机构简单。另外推板脱模机构不需要回程装置。脱模机构根据制件的结构形式、以上叙述选择适于薄壁零件，不需回程置的推板脱模。7、侧向分型与抽芯机构侧向分型用于有内外侧抽得塑件，侧向分型与抽芯方式按抽芯与分型的动力来可分为手动、机动、液压、或气动抽芯。最常用的是机动抽芯。机动抽芯常用的机构有弹簧、斜销、弯销、推杆平移的等。弹簧分型抽芯机构它适用与抽拔距离小，抽拔力不大的场合，其结构简单，采用（或硬橡皮）实现抽芯动作。斜销分型抽芯机构斜销（斜导柱）分型抽芯是应用最广泛的分型抽芯机构，它借助机床开模力或推出力完成侧向抽芯，结构简单，制造方便，动作可靠。常用于侧向抽拔距较长的场合。弯销分型抽芯机构弯销是斜销的一种变异形式，它具有矩形截面，与斜销相比有以下特点：由刚性大，其斜角可以大一些，但不能大于 30，同时能够承受较大的弯距，还可以固定在模具的外侧。推杆平移分型抽芯机构其特点其结构简单、制造方便常用于侧向抽拔距较小的场合。根据制件的形状结构，一种采用弯销侧向分型抽芯，另一种采用推杆平移侧向分型抽芯。如图所示：多功能文具盒上盖注塑模设计 21a、采用此种结构可以避免在塑件上留下痕迹滑块在完成内侧抽时采用弹簧档钉固定，因为当滑块和弯销分离时，滑块必须停留在刚分离时的位置，以便合模时弯销能顺利进入滑块斜孔，为此设滑块定位装置。上图滑块定位装置选择了带有压缩弹簧，因而滑块无论何方抽出，都能稳定的停靠在挡块上，适用于内侧抽及外侧抽，弹簧的弹力应为滑块重量 1.52 倍。内侧突起部分的厚度为 0.5，所以规定它的抽拔距为 2，但是滑块与凸模的间距要大于侧向抽拔距 2，即：L=3。弯销的斜度取 10。推件板弯销的配合采用间隙配合，弯销的左侧间隙为三个毫米，右侧为一个毫米，避免模具在开合模时，弯销与推件板产生干涉。再此图中弯销采用内六角螺钉固定。在型芯固定板上开设盲孔，因为弯销的伸出长度不长，以此来增加型芯固定板的强度。b、此种结构为推杆平移内侧抽芯 陕西科技大学毕业论文说明书 22 为了减少磨损，推杆与动模垫板采用斜面配合；为了节省材料，增加动模垫板的耐磨性添加一个耐磨块；制件的凸起部分为 0.5，侧向分型抽拔距为 2；推杆的斜角为 20；推杆平移内侧抽是利用推杆与动模垫板的斜面配合，在顶出制件的同时完成侧向分型。8、模温调节系统设计模具的温度调节系统，是提高生产率的一个有效途径。模具温度明显影响了收缩率，表面光泽，内应力，充填难易及注塑周期等。冷却在成型塑件的表面质量方面起着非常重要的作用。 模具中设计冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形，二是缩短成型周期。冷却形式一般在型腔，型芯等部位合理的设计通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。冷却水一般为室温冷水。模具中冷却通道设计有两条基本原则：冷却要迅速，均匀。迅速冷却只有通过较多的冷却通道和较大的流量，即适当的介质温度来达到。均匀冷却的重要性更显而易见，不均匀的冷却至少会使收缩不均匀，变形可能性增加，内部应力加大等。因此，合理布置冷却孔道非常重要。在设计冷却系统时，应从以下原则考虑：冷却水道距型腔壁不宜太远，太近，距离一般为冷却孔道的 1-2 倍；多功能文具盒上盖注塑模设计 23壁厚处要加强冷却，浇口处要加强冷却。冷却水应先流经浇口附近，在流向远端；水孔数量越多越好，尺寸越大越好，但直径不应大于 14mm；水孔排列与型腔形状吻合，要避免接近塑件的融合部分；进出口冷却水温不宜相差过大。冷却系统的简要计算：如果忽略模具因空气对流、热辐射以及与注射机接触散发出来的热量，不考虑模具金属材料热阻，可对模具冷却系统进行初步和简略计算。塑料制品在固化时每小时释放的热量 Q查表中国模具设计大典9.8-4 查得 AS 放出的热量Q1=3.5102KJ/KgW=50 Kg/hQ= Q1 W=3.510250=1.75104J/h冷却水的体积流量21CWqv 078.4065=9.610-3 m4/min式中：q v冷却水的体积流量W单位时间内注入模具的塑料重量（kg/min）Q1单位重量的塑料制品在凝固的时间所放出的热量冷却水的密度C1冷却水的比溶热 1冷却水出口温度 1冷却水入口温度冷却管直径查表中国设计模具大典为使冷却水处于流状态陕西科技大学毕业论文说明书 24 取 d=15mm冷却水在管道内的流速 V由式（9.8-20）得：24dqVv60154.3.923=0.91m/s冷却管道孔壁与冷却水之间的传热模系数 h查表（9.8-5）取 f=7.98在由式： 28.06.3dvfh2.08.03155796.7.=1.067104 KJ /（m 2h）式中: f与冷却水温度有关的物理系数冷却管道总热传面积hWQA6020717. 65.44=0.045式中：A单位时间内注入模具中的塑料重量Q单位重量的塑料制品在凝固的时间所放出的热量h冷却管道孔壁与冷却水之间的传热模系数模具温度与冷却水之间的平均温度差模具上应开设冷却管道的孔数 n