畢業(yè)設計（論文）合頁蓋注塑模具設計

1、摘要注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料，加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速注射進入溫度較低的閉合模具中，經過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。設計過程中主要包括了零件結構特點分析、零件材料的選擇、澆注系統(tǒng)設計、冷卻系統(tǒng)的設計及模架結構設計。此次設計首先選擇了塑件的材料，選取了合適的注塑機，接著確定了型腔數目和分型面，設計了模架的大小、澆注系統(tǒng)、導向機構、頂出機構、脫模系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)，最后進行了模具加工運動仿真。較好的達到了設計要求。關鍵詞： 注塑模具 加工工藝 模具

2、設計abstractinjection molding is using plastic but extrusion molding availability, first will loose of granular or powder molding materials, heating molten plasticizing, make it become the sticky flow state in the plunger melt, and then the high pressure or screw rod, driven by a lot of velocity injec

3、tion into the lower temperature closed mold, after a period of time after the pressure-keeping cooling, open mold can cavity in decent shape from certain shapes and sizes of plastic objects.the design process including analysis of structural features of parts, components materials selection, gating

4、system design, cooling system design and mold design.in this design, first choose a plastic material chosen for the injection molding machine, and then determine the number and sub-surface cavity, the size of mold design, gating system, guides, stripping systems, the design process of going against

5、system and temperature conditioning systems，the mould processing movement simulation. the better to achieve the design requirements.key words: injection mold;processing;mold design目錄iii摘要iabstractii第1章 緒論11.1 塑料注射模具簡介11.2 國內外注塑模具發(fā)展現狀11.2.1 我國塑料模具發(fā)展現狀11.2.2 與國外先進水平的差距11.3 模具制造技術未來發(fā)展目標21.4 本設計的研究目的和意義

6、21.5 注塑模具設計總體思路3第2章 模具的整體設計42.1 塑料制品設計42.2 pa6性能分析42.2.1 尼龍6產品性能42.2.2 pa6化學和物理特性42.2.3 注塑工藝條件42.2.4 制品的幾何參數52.3 注射機的選擇62.3.1 注射機的選用原則62.3.2 制件的參數62.3.3 選擇注塑機62.4 成型零件的設計72.4.1 分型面的確定72.4.2 成型零件的結構設計82.4.3 凹、凸模工作尺寸的計算92.4.4 型腔側壁及底板厚度計算92.5 澆注系統(tǒng)的設計102.5.1 澆注系統(tǒng)設計原則102.5.2 主流道的設計112.5.3 澆口的設計122.6 注塑模模

7、架的設計132.6.1 概述132.6.2 模架的設計132.7 合模導向機構的設計142.7.1 導向機構的總體設計152.7.2 導柱設計152.7.3 導套設計152.8 注塑模脫模系統(tǒng)設計162.8.1 概述162.8.2 設計原則162.8.3 脫模機構的選擇162.8.4 脫模力的計算172.8.5 推桿的設計172.8.6 限位釘182.8.7 緊固螺釘182.8.8 彈簧192.9 注塑模溫度控制系統(tǒng)設計及排氣系統(tǒng)設計192.9.1 概述192.9.2 注塑模溫度控制的重要性192.9.3 模具溫度對制品精度的影響192.9.4 模具溫度對注塑周期的影響202.9.5 對溫度調

8、節(jié)系統(tǒng)的要求202.9.6 冷卻系統(tǒng)設計202.9.7 排氣系統(tǒng)222.10 建模仿真222.10.1 建模軟件的選擇222.10.2 運動仿真過程23第3章 模具尺寸校核253.1注塑機的校核253.1.1 注射壓力的校核253.1.2 按注射機的鎖模（合模）力的校核253.2 模架尺寸的校核253.3 頂桿尺寸的校核25參考文獻27致謝28附錄29附錄1附錄2附錄3iv第1章 緒論1.1 塑料注射模具簡介隨著塑料制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農業(yè)、等各個行業(yè)廣泛應用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平的高低

9、已經成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。注射成型也稱為注塑成型，其成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進加熱的料筒中，經過加熱熔化呈流動狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個周期的生產過程。通常，一個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結構、注射機的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。注射成型是當今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一。1.2 國內外注塑模具

10、發(fā)展現狀1.2.1 我國塑料模具發(fā)展現狀目前，我國的模具企業(yè)有3萬多家，2009年模具銷售額約980億元人民幣，其中塑料模具約占45%。中小傳統(tǒng)模具過剩，復雜的大型高精度模具還依賴進口。據悉，模具產品將繼續(xù)向著更加大型、更加精密、更加復雜及更加經濟快速的方向發(fā)展，技術含量將不斷提高，模具制造周期不斷縮短；模具生產將繼續(xù)朝著信息化、數字化、精細化、高速化和自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)將繼續(xù)向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化和經營國際化方向發(fā)展。因此，模具企業(yè)也必將進一步提升各方面的綜合實力和核心競爭力。除了cad、cam和cae之外，capp、pdm、plm、mes、erp及電子商

11、務和網絡等技術也將逐漸在模具企業(yè)中得到較為廣泛的應用，這必將促進企業(yè)和行業(yè)的技術進步。1.2.2 與國外先進水平的差距近年來，塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展，體現在模具產品向著大型、精密和復雜的方向發(fā)展，綜合技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，但與國外塑料模具的先進水平相比，依然存在一定差距，主要在以下幾方面：1模具材料和標準件我國列入國家標準中的塑料模具鋼僅為3cr2mo和3cr2mnnimo。國外常用的塑料模具鋼已形成較完整的系列，如美國塑料模具鋼有7個鋼號，形成完整的p系列；日本日立金屬公司有15個鋼號；日本大同特殊鋼13個鋼號。我國塑料模用鋼的隨意性較大。在國內購買進口模具鋼材，價格上揚30

12、%40%，嚴重影響了國內模具的競爭力。模具的標準化程度已成為制約國內模具制造周期的瓶頸之一，也影響了國內模具的競爭力。2模具的精度日本的汽車模具精度可達0.02mm，塑料模分模面的精度控制在0.01mm。而國內汽車模具的品牌企業(yè)，汽車模具精度控制在0.030.05mm；塑料模分模面配模精度在0.03mm左右。3模具企業(yè)員工的素質德國、日本模具企業(yè)的員工至少有10年的工作經驗，模具企業(yè)技術人員比例很高，多數企業(yè)在25%以上，有些在50%以上。有些企業(yè)往往是大多數職工可在技術與生產崗位上互換，具有很高的素質。而國內模具技術工人缺乏高新加工技術的培訓和高端數控機床的操作技能培訓。模具企業(yè)技術人員比例

13、偏低，多數企業(yè)在15%20%之間，且只注重模具開發(fā)，不重視產品開發(fā)，因此綜合開發(fā)能力較低1。1.3 模具制造技術未來發(fā)展目標目前，我國的塑料消費量已居世界首位，但人均消費量僅為工業(yè)發(fā)達國家的1/7，工業(yè)中等發(fā)達國家的1/4，預計要達到工業(yè)中等發(fā)達國家的水平還需20年。這無疑為我國塑料工藝和塑料模具產業(yè)提供了非常大的發(fā)展空間。塑料模具的發(fā)展必須依托國家重點建設工程，面向6大產業(yè)及其重點行業(yè)。特別是圍繞汽車產業(yè)和信息產業(yè)，大力發(fā)展it行業(yè)的精密注塑模；汽車業(yè)的覆蓋件模具和大型注塑模。大規(guī)模開展技術改造，提高基礎配套件和基礎工藝水平；通過加快企業(yè)兼并重組和產品更新?lián)Q代，促進產業(yè)結構優(yōu)化升級，全面提高

14、產業(yè)競爭力，引導專業(yè)化零部件生產企業(yè)向“專、精、特”方向發(fā)展，形成優(yōu)勢互補、協(xié)調發(fā)展的產業(yè)格局。我們要依托十大領域的重點工程，振興塑料模具制造業(yè)；配合九大產業(yè)的重點項目，提升大型、精密注塑模和高檔模具標準件的制造動力；實現模具鋼的國產化和優(yōu)質化、改善模具材料的供應體系、提高模具新材料、新型塑料成形工藝和新型高強、高韌和耐高溫塑料制品的研發(fā)能力；提高企業(yè)的信息化管理和模具集成化制造的總體水平；為使我國的塑料模具行業(yè)趕上國際先進水平打下良好的基礎。1.4 本設計的研究目的和意義模具制造是整個產業(yè)鏈中最基礎的一環(huán)，模具制造技術現已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存

15、空間。用塑料模具生產的優(yōu)點是制造簡便，材料利用率高，生產率高，產品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產的機電產品，更能獲得價廉物美的經濟效果。1.5 注塑模具設計總體思路設計前的準備確定成形工藝選擇成形設備擬定總體結構草圖設計計算、繪制總圖及零件圖1.準備設計所需的技術資料2.了解塑件的結構特點1.了解塑料的成形性能，計算塑件的重量和體積2.選擇成形設備、了解設備的性能、規(guī)格、特點1.確定模具結構形式2.確定模具的主要結構3.繪制模具結構草圖1.成形零件的設計及尺寸計算2.結構件的設計及尺寸確定3.結構件的強度、模具安裝尺寸的校核4.繪制總圖及零件圖圖1-1模具設計思路圖本課題要達到的預期效果：

16、1.外觀及尺寸均符合要求，未出現溢邊、縮坑等缺陷；2.結構合理；3.鑲拼簡單，加工簡便；4.頂出動作平穩(wěn)、可靠。第2章 模具的整體設計2.1 塑料制品設計圖示2-1為以尼龍6為材料的合頁蓋。屬薄壁塑件，生產批量很大。要求其化學穩(wěn)定性好，熔點高。圖2-1 合頁蓋2.2 pa6性能分析2.2.1 尼龍6產品性能品名：尼龍6（pa6）；分子式：-nh-（ch2）5con；性狀：半透明或不透明乳白色結晶形聚合物；特性：熱塑性、輕質、韌性好、耐化學品和耐久性好；密度：1.13gcm3；熔點：215；熱分解溫度：300；平衡吸水率：35；物態(tài)：固體顆粒；臭味：無；毒性：無；循環(huán)利用：可以具有良好的耐磨性、

17、自潤滑性和耐溶劑性；密度：(gcm3) 1.14-1.15；熔 點：215-225；拉伸強度：600mpa；伸長率：30%；彎曲強度：90.0mpa； 缺口沖擊強度：(kjm2)5；泊松比：0.34；彈性模量：2620mpa。2.2.2 pa6化學和物理特性pa6它的熔點較低，而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性好，吸濕性也強。因為塑件的許多品質特性都要收到吸濕性的影響，因此使用pa6設計產品時要充分考慮這一點。為了提高pa6的機械特性，經常加入各種各樣的改性劑。玻璃纖維就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如epdm和sbr等。對于沒有添加劑的產品，pa6的收縮1%

18、到1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向還要稍高一些）。成型組裝的收縮率主要受材料的結晶度和吸濕性影響2。2.2.3 注塑工藝條件干燥處理： 由于pa6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特別要注意，如果材料是用防水材料包裝供應的，則容器應保持密閉。如果濕度大于0.2%，建議在80以上的熱空氣中干燥16小時。如果材料已經在空氣中暴露超過8小時，建議進行溫度為105，8小時以上的真空烘干。 融化溫度：230-280，對于增強品種為250-280。 模具溫度：80-90。模具溫度很顯著地影響潔凈度，而潔凈度又影響著塑件的機械特性。對于結構部件來說結晶度很重要，

19、因此建議模具溫度為80-90。對于薄壁的、流程較長的塑件也建議施用較高的模具溫度。增大模具溫度可以提高塑件的強度和剛度，但卻降低了韌性。如果壁厚大于3mm，建議使用20-40的低溫模具。對于玻璃纖維增強材料模具溫度應大于80。 注射壓力：一般在750-1250bar之間（取決于材料和產品設計） 注射速度：高速（對增強材料要稍微降低） 流道和澆口：對于pa6的凝固時間很短，因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5t（這里t為塑件的厚度）。如果使用熱流道，澆口尺寸應比使用常規(guī)流道小一些，因為熱流道能夠幫助阻止材料過早凝固。如果用潛入式澆口，澆口的最小直徑應當是0.75mm。2.2.4 制品的

20、幾何參數1.塑件的壁厚制品的壁厚對其質量有很大的影響，壁厚過小難以滿足使用強度和剛度的要求，對于大型復雜難以充滿型腔制品的內部易產生氣泡，外部易產生凹陷等缺陷，同時還會增加生產成本。本設計的制品平均壁厚為1.5mm，屬于中型塑件壁厚。2.塑件的圓角塑件制品設計圓角，能使其成型時的流動性能好，成型順利進行。因為當制品帶有尖角時，往往會在尖角處產生應力集中，在受力或受沖擊振動時發(fā)生破裂。本設計的制品均采用圓角半徑為0.2mm3.脫模斜度制品冷卻后會緊緊包在凸模上，為了便于脫模，防止制品表面在脫模時劃傷，擦毛等在制品設計時應考慮其表面具有合理的脫模度。本設計采用的脫模度為40。4.制品的表面質量制品

21、的表面質量包括表面粗糙度和外觀質量等，制品的外觀要求越高，表面粗糙度值應越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等缺陷來保證外，主要取決于模具型腔表面的粗糙度。一般模具表面的 粗糙度要比制品的要求低12 級。精度要求采用mt5。2.3 注射機的選擇2.3.1 注射機的選用原則1.計算塑件及澆道凝料的總容量（體積或重量）應小于注射機額定容量（體積或容量）的0.8 倍；2.模具成型時需用的注射壓力應小于所選用注射機的最大注射壓力；3.模具型腔注射時所產生的壓力必須要小于注射機的鎖模力；4.模具的閉模高度應在注射機最大，最小閉合高度之間；5.模具脫模取出朔件所需的距離應小于所選注射機的開模行

22、程；6.模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機模板適應，既模具最大外形尺寸安裝時應不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應與機床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應與注射機固定模板的安裝孔相對應、機床噴嘴孔徑和球面半徑應與模具進料孔相對應，注射機的開模行程應滿足脫件條件。2.3.2 制件的參數由于本塑件的結構復雜，需要考慮四個卡柱的計算，為了避免計算誤差過大，此次設計采用solidworks自帶計算功能，本課題的塑件體積為v = 1714.87立方毫米；密度=1.13g/cm3；質量m= 1.94g；表面積 a= 2983.68。2.3.3 選擇注塑機注塑成型機按結構形式可分為立式、臥

23、式、和直角式三類。立式注塑機是注射柱塞（或螺桿）垂直裝設，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出后不能靠重力下落，需靠人工取出，這就有礙于全自動操作，但附加機械手去產品后，也可實現全自動操作。臥式注塑機是注射柱塞或螺桿與合模運動方向均沿水平裝設，其優(yōu)點是機體較低容易操縱和加料，制件頂出后可自動墜落，故易實現全自動操作。直角式注塑機是注塑機柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，這種注塑機的主要優(yōu)點是結構簡單，便于自制，適用于單件生產中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模

24、時絲桿的轉動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉，以便脫下塑件。考慮到生產成本和易于實現自動化，塑件還是靠自身重力下落比較合適，且重心較低安裝穩(wěn)妥。通過分析，根據每一周期的注射量和鎖模力的計算值，選用sz25/20 臥式注塑機。sz系列螺桿臥式塑料注射成型機，可用于各種熱塑性塑料（尼龍、abs、372，聚丙烯、聚苯乙烯等）的成型加工，廣泛用于汽車、儀表、電子、電訊、玩具、日用制品等零件注塑成型。本系列機具有選材優(yōu)良，結構先進、造型美觀，操作簡單，調節(jié)方便，便于維修，配合可靠的電氣控制，先進耐用的液壓元件，機器運轉穩(wěn)定、可靠的特點。其規(guī)格如下：表 31 注射機主要技術參數 名稱 參數理論注射容量（cm2）

25、25螺桿直徑（mm） 25注射壓力（mpa） 200注射速率（g/s） 35塑化能力（g/s） 13螺桿轉速（r/min） 0220噴嘴球半徑（mm） 10鎖模方式 雙曲軸鎖模力（kn） 200拉桿內間距(mm) 242187模板行程(mm) 210最大模厚(mm) 220最小模厚(mm) 110模具定位孔直徑(mm) 55模具定位孔深度(mm) 10根據零件尺寸和理論注塑量，以及零件需求量，決定進行一模四腔的注塑模式。2.4 成型零件的設計直接與塑料接觸構成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構成塑料外形的成型零件稱為凹模，構成塑件內部形狀的成型零件稱為凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫，

26、高壓的塑料接觸，并且在脫模時反復與塑料摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。2.4.1 分型面的確定分型面的選擇應注意以下幾點：1.不影響塑件外觀，尤其是對外觀有明確要求的制品；2.有利于保證塑件的精度要求；3.有利于模具加工，特別是型腔的加工；4.有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設計;5.便于制件的脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊.6.分型面應有利于側向抽心；7.分型面應取塑件尺寸最大處；8.拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件的中間部位。綜上條件，本塑件分型面選在塑件尺寸最大的面上3。2.4.2 成型零件的結

27、構設計整體嵌入式凹模：將稍大于塑件外形（大一個足夠強度的閉厚）的較好材料（高碳鋼或合金工具鋼）制作成凹模，再將此凹模嵌入模板中固定。其優(yōu)點是“好鋼用在刀刃上”。既保證了凹模的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料。并且凹模損壞后，維修、更換方便。其缺點：分割的拼鑲件趨多制造成本越高。各拼鑲件的加工精度必須匹配，即必須提高各鑲件的平均加工精度。嵌入式凸模：主要用于圓形、方形等形狀比較簡單的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再墊上墊板，并用螺釘將墊板和固定板連接5。1.塑件收縮率的影響由于塑件熱脹冷縮的原因，成型冷卻后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸

28、。2.凸、凹模工作尺寸的制造公差它直接影響塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的尺寸公差取塑件公差的1/31/6 ，表面粗糙度取ra 值為0.8m0.4m。下圖為本次注塑模具所用的凸模、凹模：圖2-2 凸模圖2-3 凹模3.凸、凹模使用過程中的磨損量生產過程中的磨損以及修復會使凸模尺寸變小，凹模的尺寸變大。4.模具在分型面的合模間隙由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當模具分型面的平面度較高，表面粗糙度較低時，塑件產生的飛邊也較小。飛邊的厚度一般為0.020.1mm。因此，成型大型塑件時，收縮率對塑件的尺寸影響較大；而成型小型塑件時，制造公差與磨損量對塑件

29、的尺寸的影響較大。常用塑件的收縮率通常在白分之幾到千分之幾之間。具體塑料的收縮率可查找相關手冊或某種塑料說明書。2.4.3 凹、凸模工作尺寸的計算通常，凹、凸模的工作尺寸根據塑料的收縮率，凹、凸模零件的制造公差以及磨損量三個因素確定。傳統(tǒng)的成型零件設計方法一般為根據塑件結構及精度尺寸，并考慮塑料收縮率，計算出成型零件的工作尺寸，這種方法有以下幾個缺點：1.自由曲面的設計比較難；2.曲面的尺寸不易表達清楚；3.計算量大，設計效率低。為了克服以上缺點，本次設計中采用了目前在模具設計制造行業(yè)具有領先地位的solidworks/imold設計軟件進行成型零部件的設計。設定收縮率即可。2.4.4 型腔側

30、壁及底板厚度計算在注塑成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用。因此，凹模與凹凸模的地方必須具有足夠的強度和剛度。如果凹模和底板的厚度過小。剛強度、剛度會不足。強度不足會導致型腔產生塑性變形，甚至破裂；剛度不足，將產生過大的彈性變形，并產生溢料間隙。1.型腔側壁厚度計算 （2-1）式中：s矩形型腔長邊側壁厚度（mm）；p型腔所受壓力，為25 或30 mpa；r模具材料的許用應力（mpa）；l型腔長邊長度（mm）；a型腔側壁全高度（mm）；a型腔側壁受壓高度（mm）。l=50mm a=9mm a=15mm r=355mpa計算得s=11mm。2.底板厚度計算 （2-2）b/p=0.5 l=80mm

31、 其余條件同上 則s=12mm。2.5 澆注系統(tǒng)的設計主流道（也叫進料口），它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時最先經過的地方。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切關系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質量，同時也易造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機噴嘴

32、及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼t8a、t10a 等，熱處理要求淬火5357hrc。在一般情況下，主流道不直接開設在定模板上，而是制造成單獨的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設在定模板上。澆口套是注射機噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時它承受很大的注射機噴嘴端部的壓力同時由于澆口套末端通過流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部?/p>

33、套因噴嘴端部壓力而被壓入模具內，澆口套的結構上要增加臺肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、冷料穴、澆口。2.5.1 澆注系統(tǒng)設計原則澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置；結合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間；澆口尺寸、位置和數量的選擇十分關鍵，應有利于熔體流動、避免產生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補縮，且應設在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補料；避免高壓熔

34、體對模具型芯和嵌件產生沖擊，防止變形和位移的產生；澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠，凝料應易于和制品分離或者易于切除和整修；熔接痕部位與澆口尺寸、數量及位置有直接關系，設計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對制品質量的影響；盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量；澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應有it8 以上的精度要求；設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施；盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應使兩者的偏離距離盡可能小4。2.5.2 主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓

35、錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。1.主流道尺寸（1）主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑+0.51=2+0.51 （2-3）取d =2.7（mm）這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準,也能使的主流道凝料能順利脫出。（2）主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑r,應該大于注射機噴嘴球頭半徑的23mm。反之，兩者不能很好的貼合，會讓塑件熔體反噴，出現溢邊致使脫模困難。sr=注射機噴嘴球頭半徑+23=10+2=12（mm） （2-4）（3）主流道長度l一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50 之內在出現過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓

36、噴嘴伸入模具。本設計中結合該模具的結構，取l=33（mm）。（4）主流道大端直徑 d=d+2ltan4.8取d=4.8（mm） （2-5）半錐角 為1 2，取=2。（5）主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如t8a、t10a 等，熱處理硬度為5357hrc。形狀：圓錐形；錐角：2；內壁的粗糙度為ra0.63m；主流道大端呈圓角，r=1 mm。噴嘴球的半徑r=10 mm，則凹坑的球面半徑r=12 mm；凹坑深度：2mm；噴嘴孔徑d

37、=3mm；小端直徑d=2.7mm；大端直徑4.8 mm；主流道長度取49 mm。2.分流道尺寸根據經驗公式確定分流到的直徑： （2-6）式中：w流經分流到的塑料量（g）；l分流到長度（mm）；d分流道直徑（mm）。w=4x1.13(g)，l=95（mm）算出分流道直徑d=2.3067mm，取2.4mm。2.5.3 澆口的設計澆口是連接流道與型腔之間一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。澆口截面面積通常為分流道截面積的0.07 倍0.09 倍，澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm2.0mm。澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后

38、在試模時逐步修正。1.澆口的選擇原則澆口的位置選擇，應遵循如下原則：（1）避免制件上產生噴射等缺陷，避免噴射有兩種方法：加大澆口截面尺寸，降低熔體流速；采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動狀況；（2）澆口應開設在塑件截面最厚處；（3）有利于塑件熔體流動；（4）有利于型腔排氣；（5）考慮塑件使用時的載荷狀況；（6）減少或避免塑件的熔接痕；（7）考慮分子取向對塑件性能的影響；（8）考慮澆口位置和數目對塑件成型尺寸的影響；（9）防止將型芯或嵌件擠歪變形。2.澆口類型及位置的確定注射模的澆口結構形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點及應用情況不同。常見的有直接澆口、點澆口、側澆口、扇形澆口及潛伏式澆口等。在

39、本設計中，塑件表面要求不留下痕跡，不影響外觀，結合塑件為薄板狀結構，為減少變形，故采用潛伏式澆口。潛伏式澆口是點澆口演變來的且吸收了點澆口的優(yōu)點，尺寸小，冷凝快，殘留痕跡小。也克服了由點澆口帶給模具的復雜性。其進料部分一般選在制件較隱蔽處，使不致影響制品的美觀。在頂出時流道和制件被自動切斷。故頂出時必須有較強的沖擊力。對于過于強韌的塑料，潛伏式澆口是不適宜的。加工比較困難，容易磨損5。潛伏式澆口有以下特點：（1）澆口選在制品側面隱蔽處，不影響制品美觀。（2）流道設置在分型面上，澆口潛入分型面下面的模塊中，使熔體斜向進入型腔。（3）潛伏式澆口開模后可自動切斷澆口。根據澆口經驗數據，角度a=30o

40、45o ，澆口直徑l1=0.71.3mm，長度l2=23mm。以及制品的形狀，采用潛伏式澆口直徑l1=1mm，長度l2=23mm，角度a=30o2.6 注塑模模架的設計2.6.1 概述結構零件是指模架和用于安裝、定位、導向以及成型時完成各種動作的零件，如定位圈、澆口套、推桿板、復位彈簧、撐柱、擋銷、拉料桿、推桿板先復位機構、三板模定距分型機構和緊固螺釘等。2.6.2 模架的設計1.模架分類二板模模架、三板模模架簡化、三板模模架、非標準模架2.模架的選用選用何種模架應由制品的特點和模具型腔的數量來決定，制品千差萬別，型腔數量也各不相同，但無論怎樣變化，模架通常就只有三種。設計時應考慮各種因素，選

41、擇合理的結構形式，滿足模具成型的目的。3.模架的確定確定模具的大致寬度，方法是在內模鑲件寬度基礎上加100mm，如果和小于等于250mm，則為小型模具；如果在250-350mm之間，則為中型模具；如果大于350mm，則為大型模具。對于小型模具，定模板、動模板的長、寬尺寸在內模鑲件長、寬度基礎上加80mm(單邊加40mm)，然后取模具寬度的標準值；對于中型模具，定模板、動模板的長、寬尺寸在內模鑲件長、寬度基礎上加100mm(單邊加50mm)，然后取模具寬度的標準值；對于大型模具，定模板、動模板的長、寬尺寸在內模鑲件長、寬度基礎上加120mm(單邊加60mm)，然后取模具寬度的標準值：150mm,

42、180mm,200mm,230mm,250mm,270mm,290mm,300mm,330mm,350mm,400mm,450mm,500mm。500mm以后為特大模具，寬度為50的倍數。長度標準值為150mm,180mm,200mm,230mm,270mm,300mm,以后都是50的倍數。定模板厚度，有面板時，一般等于框深a加20-30mm左右；無面板時，一般等于框深a加30-40mm左右。動模板厚度，一般等于開框深度加30-60mm左右。動模板厚度盡量大些，以增加模具的強度和剛度6。（1）定模座板（180mm200mm、厚20mm）定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45 鋼。通過4

43、 個m8 的內六角圓柱螺釘與定模板連接；定位圈通過4 個m8 的內六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為h7/m6 配合。（2）定模板（180mm150mm、厚度30mm）用于固定型腔、導套。固定板應有一定的厚度，并足夠的強度，一般選擇45 鋼，調質230hb270hb。其上的導套孔與導套一端采用h7/k6 配合，另一端才用h7/f7 配合；定模板與澆口套采用h7/m6配合。（3）動模板（180mm150mm、厚度30mm）用于固定型芯、導柱，其上還有滑塊，一般選擇45 鋼，調質43hrc48hrc。（4）墊塊（28mm180mm、厚度63mm）主要作用在動模座板與支承板之間形成推出機構的動

44、作空間，或調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。結構形式可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。墊塊材料墊塊材料為q235a，也可用ht200、球墨鑄鐵等。因為鑄鐵材料有減震的作用，而且價格便宜，滿足要求，該模具墊塊采用q235a 制造。（5）推板（180mm90mm、厚15mm）材料為45 鋼；通過4 個m6 的內六角圓柱螺釘將其與推板固定板固定（6）推板固定板（180mm90mm、厚13mm）材料為45 鋼；通過4 個m6 的內六角圓柱螺釘將其與推板固定。2.7 合模導向機構的設計導向零件的作用：模具在進行裝配和調模試機時，保證動、定模之間一定的方向和位置，導向零件要承受

45、一定的側向力，起導向和定位作用。當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置，則須由設計人員根據模具結構進行具體設計7。2.7.1 導向機構的總體設計1.導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后變形。2.由于該模具有兩個分模面，所以采用4根導柱，該模具導柱安裝在定模座板上。3.為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑槽，即可削去一個面或在導套的孔口倒角，該模具采用前者。5.在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致

46、模具損壞。6.動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。2.7.2 導柱設計導柱是與安裝在另一半模上的導套相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精度的圓柱形零件。導柱的基本結構形式有兩種：帶頭導柱（gb/t4169.4-1984）、帶肩導柱（gb/t4169.5-1984）。1.該模具采用帶頭導柱。2.導柱的長度必須比凸模端面高度高出68mm。3.為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形的先導部分。4.導柱的直徑應根據模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架可知為 16mm）。5.導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按h7 / k6配合，導柱滑

47、動部分按h7 / f 7或h8/ f 7的間隙配合。6.導柱工作部分的表面粗糙度為rma = 0.4 。7.導柱應具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內芯。多采用低碳鋼經滲碳淬火處理或碳素工具鋼t8a、t10a 經淬火處理，硬度為50hrc 以上或45 鋼經調質、表面淬火、低溫回火，硬度為50hrc 以上8。2.7.3 導套設計導套是與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精度的圓套形零件。導套常用的結構形式有兩種：直導套（ gb/t4169.2-1984）、帶頭導套（gb/t4169.3-1984）。1.結構形式：采用帶頭導套。2.導套的端面應倒圓角，導

48、柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余空氣。3.導套孔的滑動部分按h7/ p6或h8 / f 7的間隙配合，表面粗糙度為0.4m。導套外徑與模板一端采用h7 / s6配合，另一端采用h7 / e7配合鑲入模板。導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中采用t8a9。2.8 注塑模脫模系統(tǒng)設計在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機構稱為脫模機構或頂出機。2.8.1 概述在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無損壞地推出的機構稱為脫模系統(tǒng)，也叫推出系統(tǒng)或頂出系統(tǒng)。2.8.2 設計原則1.模具打開時，制品必須留在有脫模機構的半模上，由于注射機

49、的頂棍安裝在定模一側，所以注塑模的脫模系統(tǒng)一般在動模。這種模具結構簡單，動作穩(wěn)定可靠。2.防止塑件在推出時變形或損壞 正確分析制品對型芯的包緊力和對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性的分析選擇合適的推出方式，使脫模力施于制品對模具包緊力最大，以及能夠承受脫模力的部位。3.力求良好的塑件外觀 在選擇頂出位置時，應盡量設在塑件的內部或對塑件外觀影響不大的部位。4.結構合理，工作穩(wěn)定可靠 脫模機構應推出可靠，運動靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的強度和剛度。5.位置合理，推出安全 模具的推桿要設置于制品包緊力最大的地方，且不能和冷卻系統(tǒng)、側向抽芯機構、支撐柱、螺釘等發(fā)生干涉。中間保持鋼厚35

50、mm。6.推出行程合理，制品可自由下落 脫模系統(tǒng)必須將制品完全推出，完全推出是指制品在重力作用下可自由落下。推出行程取決于制品的形狀。對于錐度很小或沒有錐度的制品，推出行程等于后模型芯的最大高度加510mm的安全距離，對于錐度很大的制品，推出行程可以小些，一般取后模型芯高度的1/22/3之間即可。本設計采用順序脫模，根據塑件外形需要，模具在分型時須先使定模分型，然后再使動定模分型10。2.8.3 脫模機構的選擇本模具選擇了推桿脫模機構，推桿脫模機構是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形

51、等其它形狀，根據塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。推桿設計原則如下：1.推桿應設在推出阻力的最大處。2.推桿直徑不宜過細。3.推桿應設在塑件的內表面上，推桿的端面一般比型腔的平面高出0.050.1mm，以免在塑件留下凸臺。4.推桿與模具的配合間隙可以起排氣作用，間隙值應小于塑料的溢出間隙值。5.在保證塑件的質量和順利推出的情況下，推桿數量不宜過多，推桿應布置均勻，使塑件受力平衡，推桿的布置應避開冷卻水道和側抽芯11。2.8.4 脫模力的計算 （2-7）式中e塑料

52、的拉伸模量，mpa；q塑料成型平均收縮率，% （q=1.012%）；s塑料的平均壁厚，mm；l塑料包容型芯的長度，mm（l=4）；f制品與型芯之間的靜摩擦系數（f=0.2）；脫模斜度（=1o)；a盲孔制品型芯在脫模方向上的投影；泊松比 (=0.34) ；（k=1)。計算得f=1524n。2.8.5 推桿的設計1.本設計采用的是圓形推桿推出。因為下列理由，推桿外徑盡量取較大值；（1）防止因承受注射壓力而彎曲；（2）防止因推出阻力而彎曲、磨損，甚至斷裂；（3）防止制品推出時變形，頂白。2.在不影響制品推出和位置足夠時，應盡量采用相同型號及相同大小的推桿，以方便推桿采購和模具上推桿孔的加工。3.推出

53、零件和模具型芯的配合為間隙配合，配合公差為h7/f7，配合長度1015mm。4.推桿的固定形式推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。5.推出機構的導向 當推桿較細或推桿數量較多時，為了防止因塑件反阻力不均勻而導致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運動卡滯現象，需要在推出機構中設置導向零件，一般稱為推板導柱。6.推出機構的復位脫模機構完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位。本設計采用彈簧復位機構，彈簧復位機構是一種最簡單的復位方式。復位彈簧的作用是在注射機的頂棍退回后，模具的定模板、動模板合模之

54、前，就將推桿板推回原位。推出時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構復位。7.推桿與鑲件的配合推桿和鑲件的配合公差一般為h8/f7或h7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標準。推桿與型芯的有效配合長度l應取推桿直徑的三倍左右，但最小不能小于10mm，最大不宜大于20mm，非配合長度上單邊間隙0.5mm。推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對于固定板是浮動的12。8.推桿的計算d=0.003m （2-8）式中：安全系數，常取1.5，l推桿長度，f脫模力，n推桿數量，e塑料的彈性模量，mpa。2.8.6 限位釘在推桿固定板和模具底板之間按模架大小或高度加設小圓形支撐柱，作用是減少推桿底板和模具底板的接觸面積，防止因掉入垃圾或模板變形，導致推桿復位不良。這些小圓形支撐柱稱限位釘俗稱垃圾釘。限位釘通過過盈配合固定于模具底板上。限位釘大端直徑一般取10mm、15mm和20mm。限位釘的數量設計則取決于模具大小，一般地說，模長350mm以下時取4個，模長在350550mm之間時取68個，模長在550mm以上時宜取1012個。限位釘數量為