旋钮塑料模具设计毕业设计.doc

北华航天工业学院毕业论文
摘 要
本次设计要对塑件旋钮进行工艺分析和模具设计，首先介绍了立项背景与设计主要技术条件及参数，然后介绍了设计的整体思路。第三章成型旋钮注塑模具设计是本次设计的重点，在这章里先对塑件进行了模流分析，各方面分析结果表示设计方案是可行的，然后对整套模具进行了全面的设计，最后对注射机的有关参数进行了校核，各个参数均能满足要求。
根据塑件结构特点，模具采用双分型面注塑模，一模四腔，弹簧弹出侧型芯，顶杆顶出塑件，能够满足实际中大批量生产，有很高的生产效率。

关键词： 旋钮 注塑模具 模流分析 一模四腔 双分型面 侧抽芯

Abstract
This design will analyze the process and will design injection mold for the plastic knob. In this paper, it introduce the background of setting up the project and main engineering factors and parameters firstly, and then it introduce the whole idea. The third section which is about the designing injection mold for the knob is the key of this paper, in this section , firstly, it analyze the knob by using moldflow and all the result show that the design is reasonable ;secondly design all parts of the injection mold; at last, check the parameters about the injection machine, and all parameters could meet the require.
According to the trait of the knob, the injection mold has two parting surfaces、four cavities.Loose the cores by spring,and take out the knob by mandril. The mold is efficient and could be used to realize volume-produce.

Key words: knob injection mold moldflow four cavities two parting surfaces core

目 录
摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ Ⅰ
Abstract┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ Ⅱ

第1章 绪论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1
1.1 立项背景 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1
1.2 设计主要技术条件及参数 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2
第2章 总体设计思路及总体技术方案设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 3
第3章 成型旋钮注塑模具设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4
3.1 塑件结构工艺性分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4
3.2 对塑件进行模流分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4
3.2.1 对塑件进行网格划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4
3.2.2 进行最佳浇口位置分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5
3.2.3 对单个塑件进行填充分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5
3.2.4 调入另外三个塑件┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5
3.2.5 创建浇口┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6
3.2.6 创建分流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6
3.2.7 创建主流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6
3.2.8 进行填充性分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6
3.2.9 创建冷却水道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7
3.2.10 进行冷却分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7
3.2.11 进行冷却、填充、翘曲分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7
3.2.12 生成模流分析报告┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7
3.3 塑件精度与公差确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
3.4 塑件体积及质量计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
3.4.1 单个塑件┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 18
3.4.2 四个塑件和浇注系统凝料┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 19
3.5 初选注塑成型机的型号和规格┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 19
3.6 确定型腔数量及排列方式┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈19
3.7 模具结构形式的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
3.8 注射模详细设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
3.8.1 分型面位置的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
3.8.2 确定浇注系统尺寸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21
3.8.3 成型零件的设计与加工工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21
3.8.4 合模导向及定位机构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22
3.8.5 脱模机构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22
3.8.6 侧向抽芯机构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
3.8.7 排气系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
3.8.8 温度调节系统设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
3.8.9 注射机有关参数的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23

结论 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
致谢 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
参考文献 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27
附录 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28

第1章 绪 论
本设计题目是旋钮塑料模具设计，塑件材料是高密度聚乙烯，所采用的工艺方法是注塑成型。
密度在0.94～0.97g/cm3的聚乙烯称为高密度聚乙烯（HDPE），HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。HDPE较之低密度聚乙烯提高了耐热性和机械强度（如拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度），并且提高了对水蒸汽和气体的阻隔性能。HDPE用注塑成型法不仅可以生产旋钮，还可以生产各种机械部件、手柄、紧固件、衬套、周转箱、托盘等各种制品、日用品和工业用品。
从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有120年的历史。塑料制品发展历史短，但发展速度惊人。2006年，中国塑料产量为2801.9万吨，比上年同期增长18.65%。现在塑料已成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。
随着国民经济的发展，人们对塑料制品的需求日益提高，作为塑料制品成型加工中最为普遍的注塑成型工艺技术，在不断注入高新技术的基础上，今年来获得了长足的进步，塑料注塑制品已成为国民经济建设、国防建设和人们日常生活中不可短缺的用品，且对其需求程度越来越大。
1.1 立项背景
图1-1 旋钮
在我们的日常生活中，塑料旋钮随处可见，如各种开关、按钮等，扁形旋钮、五角星旋钮、圆形旋钮等，音箱旋钮、收音机旋钮、吉他旋钮、各种机床、仪器上的旋钮等等
这次毕业设计的塑件如图1-1所示，外形小巧，结构不算复杂，有一个侧孔，最大外圆上小的半圆柱凹槽，应该是为了使用时增大摩擦力而设计的，由此推断，这个塑件应该是用在各种机床或仪器上的，并且与机床或仪器上的相应的钮配套。故设计生产此塑件的注塑模具有很大的现实意义。
1.2设计主要技术条件及参数
《塑料成型工艺与模具设计》是我们最主要的专业课之一，对理论知识的扎实掌握为本次设计打下了良好的基础。我们还学习了有关注塑模具设计的各种软件，如CAXA、proe、UG、moldflow、cimatron等。四年来的学习，我们已经掌握了足够的专业知识。为了更好的完成本次毕业设计，每位同学都有经验丰富的指导老师全程指导，同时学校实验室有各种设备和仪器可供我们参考，如注塑机、线切割机床等。学校图书馆有大量的资料可供我们参考。
总之，在指导老师的细心指导下，在学院提供各种资源的环境下，我们根据所给塑件设计出结构合理的、适用的注塑模具。
所给塑件的材料是高密度聚乙烯（HDPE），是聚乙烯(PE)的一种。PE具有较高的化学稳定性，室温下它能耐稀硝酸、稀硫酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等。但PE 不耐强氧化酸的腐蚀，如发烟硫酸、浓硝酸、铬酸及硫酸混合液等，在室温下能对PE产生缓慢的作用，在90～100摄氏度下浓硫酸和浓硝酸能迅速毁坏PE。PE按合成方法不同分为低压、中压和高压三种。低压聚乙烯的分子链支链较少，相对分子质量、结晶度和密度均较高（故又称为高密度聚乙烯），所以比较刚硬、耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好，并且提高了对水蒸汽和气体的阻隔性能。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。HDPE用注塑成型法不仅可以生产旋钮，还可以生产各种机械部件、手柄、紧固件、衬套、周转箱、托盘等各种制品、日用品和工业用品。
HDPE的主要性能指标如表1-1所示。
表1-1 HDPE的主要性能指标
密度/(g/cm3)
0.94～0.97
屈服强度/MPa
22～30
体积质量/( cm3/ g)
1.03～1.06
拉伸强度/MPa
27
吸水率24h/(%)
<0.01
拉伸弹性模量/GPa
0.84～0.95
玻璃化温度/℃
-120～-125
抗弯强度/MPa
27～40
熔点/℃
105～137
弯曲弹性模量/GPa
1.1～1.4
计算收缩率/(%)
1.5～3.0
抗压强度/MPa
22
比热容/(J/(kg·K)
2310
抗剪强度/MPa
—
第2章 总体设计思路及总体技术方案设计
由于我们所设计的模具是适用于大批量生产，要求有较高的生产效率，所以要采用多腔的设计思路。根据塑件本身的结构特点和一模多腔的设计思路，采用侧浇口（如果采用一个侧浇口进料方式，塑件出现严重的质量问题，将采用自干扰流动的两个浇口进料）。塑件上有一个侧孔，为了成型侧孔需要侧型芯，这就需要设计相应的侧抽芯机构。塑件壁厚基本均匀，但较薄，且高度方向上较高，你采用顶杆顶出，保证制件的成型质量和较小的生产周期。

第3章 成型旋钮注塑模具设计
3.1塑件结构工艺性分析
图 3-1 旋钮二维图 图3-2 旋钮三维图
塑件的二维图和三维图分别如图3-1和图3-2所示，由图可见塑件的内外形状基本为圆柱形，结构较为简单，塑件壁厚基本均匀，成型过程中各部分的收缩率不会相差很大。
该塑件有一个侧孔，成型时需要有侧抽芯机构。
3.2 对塑件进行模流分析
为了更好的进行本次设计，要综合利用所学知识及各种软件，用moldflow对塑件进行模流分析是为了更好的指导设计，能够避免设计出的模具生产的塑件出现浇不到等严重缺陷。
用moldflow对塑件进行分析，在使用过程当中，需要对塑件进行网格划分，从而对塑件进行模流分析，分析过程需要大量时间，并且需要网格划分合理，压力选用合理，各方面参数符合实际使用值。
3.2.1 对塑件进行网格划分
对塑件划分网格，有三种方法，主要包括表面划分、中间层划分、体积划分三种，他们的分析效果依次增加，由于在设计当中本塑件不是壁非常厚的件，所以不采用体积划分，采用中间层划分就可以达到效果。
本塑件壁厚基本均匀，大多在1.5mm左右，根据经验，设置为网格线条长度值为默认值的三分之二左右，经过多次分析发现，当网格线长度为1.15mm时匹配率最高，达到86.7%，所以最终决定网格线长度为1.15mm。
网格划分好后要修改不合理的网格，使网格的最大纵横比在15左右。目前纵横比最大值为33.29，先找出纵横比大于20的网格，然后进行节点合并，使最大纵横比小于20。一般的分析最大纵横比小于20方可，但考虑到一模多腔的设计方案，为了让将来的分析更顺利的进行，在此特意修改网格的最大纵横比小于15。找出纵横比大于15的网格，进行节点合并，此时最大纵横比达到13.39。这时相关的数据合理，主要数据分析结果为自由边数为零，无交叠边，没有定向单元数，各方面参数都满足要求，可以进行模流分析。
3.2.2 进行最佳浇口位置分析
最佳浇口位置是保证塑件有非常好的内部质量和表面质量的一个重要方面，选择好最佳浇口位置，可以有效的减少熔接痕，有效的增加塑件的均匀程度，使得塑件质量整体水平提高。在试验中，通过软件的最佳浇口位置分析，gate location 的结果表明，最佳浇口的位置在塑件的内部，对于成型时的浇口位置不合理，无法实现，同时不利于分型面的设计，因此为了满足最佳浇口位置的设计，选择最贴近的浇口的位置，最为最佳浇口位置，根据分析结果在变蓝位置都可宜采用。因此，将浇口初步定在塑件最大外圆处的上面、与侧孔的中心线在一条直线上且选择与侧孔距离较远的一端，这样可以满足浇口、分型面和侧型芯的合理布置，同时所在位置不会影响塑件的使用，表面质量也不会影响很大。
3.2.3 对单个塑件进行填充分析
为了检验所选的浇口位置是否合适，需要对单个塑件进行填充分析，若能填充满则可以进行下一步分析，若不能填满则需要修改所选浇口的位置。
将分析类型改为fill，把浇口设在所选位置，材料选择HDPE 12450N,经分析能够填充满整个塑件，可以进行下一步分析。
3.2.4 调入另外三个塑件
经过整体考虑，为在生产中提高效率，在设计中采取一模四腔，因此需要再调入另外三个塑件，在前一部分的过程当中已经将塑件进行了网格划分，因此可以直接进行复制。全部选中第一个塑件，在软件选用modeling 中的cavity duplication wizard，在弹出的对话框中选择column，并输入2，在与column spacing相对应的栏中输入距离78，执行后得到第二个塑件。但这时两个塑件侧孔方向是相反的，需要调整一下。全部选中其中一个塑件，执行modeling、move/copy、rotate，旋转轴选择z轴，角度为180°，这时两个塑件侧孔的方向一致，可以进行下一步操作。全部选中刚才的两个塑件，选用modeling 中的cavity duplication wizard，在弹出的对话框中选择row，并输入2，在与row spacing相对应的栏中输入距离78，执行后得到需要的四个塑件。
3.2.5 创建浇口
在创建浇口位置时，由于软件的本身造型能力差。因此，对于浇口的制作是一项非常复杂的事情。首先在初选的最佳浇口位置点处创建一点，并以此点为基础，以偏置的方式创建另一个点，两点之间的长度作为浇口的长度。在初选位置选中后，将以此点为基础向Y轴负方向偏2毫米，然后创建一点，依据两点创建线，此时一个重要环节就是，将自动创建对话框关闭，采用手动创建，在手动常见的编辑当中，选择cold gate，浇口的选择，我们可以选择各种不同形状浇口，包括圆浇口、半圆形浇口、锥形浇口梯形浇口等，在设计时采用普通的半圆浇口作为本次设计的浇口形状。长度为2mm，直径为2mm，创建线的目的是给创建浇口提供一个路径，因此在创建线的同时就要把浇口创建出来，为了使更好的把浇口进行网格划分，同时便于在以后的修改过程中调出，而不影响其他部分，将浇口创建在一个新的层进行显示。对于另外的浇口采用同样的方法，进行设计完成设计浇口。浇口的网格长度为1mm。
3.2.6 创建分流道
在软件当中，分流道的英文为cold runner ，分流道的设计与浇口的设计相同，都是先创建点，此时创建点要用中点的方式，分别选中上一步中创建的两个点，然后应用，就创建出了所需要的点。在点的基础上创建线，并以线为导向选择cold runner 来选择半圆形状的流道，进行流道的创建，同样是为了以后的修改和调用，将分流道创建在一个新的层，在创建将分流道时要注意的是，由于采用一模四腔的设计方案，分流道有两种类型，与主流道相连的分流道形状为半圆，直径是5mm，与浇口相连的分流道形状为半圆，直径是4mm。分流道创建时需要严格的尺寸，否则，在以后的注射过程当中，两个型腔的压力不同。分流道的网格长度是5mm。
3.2.7 创建主流道
在创建主流道的过程当中，其过程于与创建浇口的相同，分流道的中点为基点向Z方向偏置一定的距离，实际模具主流道的长度有一定的要求，因此主流道不能创建太长。设计时选择偏置距离为65mm，主流道的英文cold spure ，主流道当中也有很多的创建方式，有不变的直浇道，还有以尺寸变化的锥浇道等，本次设计，采用锥形浇道，浇道上口尺寸为2.5mm，下端设计为6.8mm。
整体设计完之后，我们需要双击浇口把浇口加上，其形状为注射器状。然后要进行的是连通性分析。选择主浇口上的一段，选择mesh 中的mesh diagnostics 中的connectivity diagnostics 进行联通向分析，分析结果表明连通性良好，可以进行下一步分析。
3.2.8 进行填充性分析
在以上几步完成之后，就可以进行的就是填充性分析，，将gate location 双击变为fill+warp ，进行分析，过程很简单，主要是分析的结果，分析得到的结果表明，填充时间、填充压力、保压时间等均符合要求，可以进行下一步分析。
3.2.9 创建冷却水道
在以后的分析当中，一个重要前提，就是必须有冷却水道，因此创建水道也是一个必要环节，水道的创建有两种方式，一种是通过手动，采用与创建浇口方式完全相同的过程创建，另一种方式就是采用提供的样板进行创建，对一些尺寸进行修改。由于自动创建的水道都距离塑件表面一定的距离，与设计的水道不相符，所以本次设计采用手动方式创建水道。根据设计尺寸，通过平移创建点，再以点创建线，水道直径为8mm，同样要把水道放入一个单独的层，最后对水道进行网格划分，网格长度为10mm。
3.2.10 进行冷却分析
由于采用复杂的一模四腔及手动创建3条创建水道，而且在分析过程中冷却分析容易出问题，所以在这里要先进行冷却分析。刚开始分析时冷却总是分析不出来，后经过老师的指导，对水道的网格长度进行了修改，又经过很长时间的分析，冷却终于完整的分析成功，方可进行下一步分析。
3.2.11 进行冷却、填充、翘曲分析
复制一模四腔且有水道的项目，把cool改为cool+fill+warp，在冷却分析成功的基础上进行冷却、填充、翘曲分析。
3.2.12 生成模流分析报告
模流分析报告如下图3-3～图3-23所示，分析结果显示设计方案合理，参数设置合适。

图3-3 最佳浇口位置分析报告
图3-4 所选浇口填充分析报告
图3-5 单个塑件压力分析报告
图3-6 单个塑件熔接痕分析报告
图3-7 未加冷却水道的填充分析报告
图3-8 未加冷却水道时的气泡分析报告
图3-9 未加冷却水道时的自然冷却分析报告
图3-10 加冷却水道后的气孔分析报告
图3-11 加冷却水道后的填充分析报告
图3-12 加冷却水道后流道的平均温度分析报告
图3-13 加冷却水道后塑件的平均温度分析报告
图3-14 冷却水道的温度分析报告
图3-15 水道周围金属温度分析报告
图3-16 翘曲分析报告
图3-17 X方向翘曲量分析报告
图3-18 Y方向翘曲量分析报告
图3-19 Z方向翘曲量分析报告
图3-20 流道表面温度分析报告
图3-21 流道的冷却时间分析报告
图3-22 塑件的冷却时间分析报告
图3-23 加冷却水道后熔接痕分析报告
3.3 塑件精度与公差确定
塑料制品的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料性能及成型工艺的特点，过高的精度要求是不恰当的。
本次设计中的塑件不是用在要求很高的场合，采用一般精度等级即可，查教材表3-13得HDPE一般精度为6级。根据6级精度及塑件尺寸的性质，查教材表3-14的各个尺寸的公差如下：
塑件A类尺寸：
塑件B类尺寸：

3.4 塑件体积及质量计算
3.4.1 单个塑件
经proe分析单个塑件的体积是HDPE的密度所以单个塑件的质量
3.4.2 四个塑件和浇注系统凝料
经估算，四个塑件和浇注系统凝料的总体积总质量
3.5 初选注塑成型机的型号和规格
从实际注射量应在额定注射量的20%～80%之间考虑，初选额定注射量为60注射机，其型号为SZ-60/40，主要技术参数如表3-1所示。
表3-1 SZ-60/40注射机的主要技术参数
项目
SZ-60/40
注
射
装
置
螺杆直径/mm
30
螺杆转速/（r/min）
0～200
理论注射容量/
60
注射压力/MPa
180
注射速率/(g/s)
70
塑化能力/(kg/h)
35

锁
模
装
置
锁模力/kN
40
拉杆间距(H×V）/(mm×mm)
220×300
模板行程/mm
250
模具最小厚度/mm
150
模具最大厚度/mm
250
定位孔直径/mm
80
定位孔深度/mm
10
喷嘴伸出量/mm
20
喷嘴球半径/mm
10
顶出行程/mm
70
顶出力/kN
12
3.6 确定型腔数量及排列方式
前面已经确定，本设计采用一模四腔，故型腔数量为4个。
为了保证每个塑件的注塑条件是相同的，型腔的排列方式采用平衡式布置，其布置方式如图3-24所示。
图3-24 型腔布置方式
3.7 模具结构形式的确定
该塑件有一个侧孔，成型时必须采用侧向外抽芯，由于塑件壁厚较薄，侧抽芯距离较小，所以采用弹簧弹出侧型芯的方式抽出侧型芯。
分型面的位置有两个选择，而且不管分型面选择哪个位置，侧型芯都必须在上模，如果采用单分型面结构，这样侧型芯就不能随着开模抽出而不影响塑件，如果边开模边抽侧型芯，刚开始开模，塑件相对往下运动，而这时侧型芯还没有完全抽出，这样就会损坏以成型的侧孔，导致塑件不合格，所以必须要让侧型芯先抽出。为了实现侧型芯在塑件往下运动前抽出，最终决定采用双分型面结构。第一次开模时，上模、侧型芯、动模以及塑件一起运动，运动一定距离后，侧型芯抽出，上模、侧型芯停止运动，第二个分型面分型，塑件与上模分离。
型腔布置采用平衡式布置，采用侧浇口，流道和浇口道在动模上，其形状均为半圆形。
根据塑件的特点确定采用顶杆顶出的方式使塑件与模具分离。
3.8 注射模详细设计
3.8.1 分型面位置的确定
本设计采用双分型面注射模，第一个分型面与塑件无关，在定模板与上模之间。
第二个分型面是模具闭合时型腔与型芯相接触的表面，此分型面的选择一般应遵循以下几项原则：①有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，推出机构通常设置在动模的一侧；②有利于保证塑件的外观质量和精度要求；③有利
于成型零件的加工制造；④有利于排气。根据以上原则及塑件的特点，第二个分型面选择塑件最大圆柱处的上表面。此分型面开模如图3-25所示。
图3-25 第二个分型面开模图
3.8.2 确定浇注系统尺寸
本设计中，浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成，其中分流道有两种。
3.8.2.1 主流道 上端直径d=注射机喷嘴尺寸+0.5mm=2.5mm，R=15mm，下端直径6.8mm。
3.8.2.2 分流道 本设计分流道有两种，与主流道相连的分流道为半圆形，直径为5mm，高度为2.5mm，长度为30mm。与浇口相连的分流道为半圆形，直径为4mm，高度为2mm，长度为15mm。
3.8.2.3 浇口 采用半圆形浇口，其直径为2mm，高度为1mm，长度为2mm。
3.8.2.4 冷料穴 采用Z形拉料杆，直径为10mm。
3.8.2.5 定位环及浇口套 根据注射机定位孔直径尺寸，选取定位环直径为80mm，浇口套公称直径为20mm。
3.8.3 成型零件的尺寸计算与加工工艺
3.8.3.1 成型零件尺寸计算 成型零件尺寸计算公式与计算结果如表3-2所示。

表3-2 成型零件尺寸计算
类别
类型
塑件尺寸
计算公式
模具尺寸
型
芯
类
尺
寸
型芯径向尺寸
φ37

其中s=2.25%，=Δ/3（下同）。

型芯高度尺寸

型
腔
类
尺
寸
型腔径向尺寸

型腔高度尺寸

3.8.3.2 成型零件的加工工艺 见附录一和附录二。
3.8.4 合模导向及定位机构的设计
合模导向及定位机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。
导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。
定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。
塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。
动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。
为了便于加工导柱导套，获得较好的技术经济效益使用有肩导柱，导柱设在动模一侧。由于模具是对称的，所以导柱对称布置。
3.8.5 脱模机构的设计
根据塑件的特点，采用顶杆顶出脱模机构。每个塑件设四根顶杆，均匀布置。由于分流道较长，在两种分流道的交接处设置顶杆，保证浇注系统顺利脱模。
3.8.6 侧向抽芯机构的设计
3.8.6.1 抽芯距的计算
3.8.6.2 侧型芯的设计 侧型芯的基本形状为圆柱形，中间一个大圆柱，两端是小圆柱，一端的小圆柱成型侧孔，另一端的圆柱末端有15°的斜度，用来在第一个分型面打开时导向抽芯。侧型芯固定在侧型芯固定板上。
3.8.6.3 压紧块的设计 由于侧型芯抽芯距离较小，选择弹簧弹出侧型芯的方式抽芯。为了保证模具合模后侧型芯能够准确的到达预计的位置，并且在注塑时侧型芯不被塑料熔体挤压向外产生位移，同时防止侧型芯转动，需要设计压紧块。在此设计压紧块的工作部位斜度为15°，与侧型芯的斜度相同。
3.8.7 排气机构的设计
因为该塑件较小，而且能够利用分型面及顶杆之间的缝隙排气，所以不必单独考虑排气方式。
3.8.8 温度调节系统设计
模具温度对收缩率的影响很大，要保持模具温度的恒定，对HDPE来说，模具温度要保持在50℃～80℃之间，这样才能使塑件的尺寸保持稳定。
根据塑件结构及模具结构，模具上模布置两条直通式冷却水道，动模上在每个型芯周围布置三条冷却水道，这三条冷却水道组成一个回路，所以在动模上有四条冷却回路，在同一侧的两个回路在实际生产中可以连在一起。冷却水道直径为8mm，具体布置方式请参见装配图。
3.8.9 注射机有关参数的校核
3.8.9.2最大注塑量的校核 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小于注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：
0.8 V机 ≥ V塑
式中 V机 ————注塑机的最大注塑量，60cm3
V塑————塑件的体积及浇注系统凝料体积，该产品V塑＝24.70cm3
0.8V机 ≥24.70cm3，故能满足要求。
3.8.9.2注射压力的校核 塑件材料为HDPE，所需注射为60～110MPa，而所选注射机压力为180MPa，所以注射压力符合要求。
3.8.9.3 锁模力校核 公式： F锁≥qA
式中 q————熔融型料在型腔内的压力，取q=30Mpa
A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=5317.69 mm2
F锁————注塑机的额定锁模力，为400kN。
F锁≥qA=30 Mpa×5317.69 mm2 =159.53kN，故选定的注塑机满足要求。
3.8.9.4 模具闭合高度校核 模具的闭合高度H =215mm
又知： Hmin--------注塑机允许最小模厚=150mm
Hmax-------注塑机允许最大模厚=250mm
Hmax≥H≥Hmin，故满足要求。
3.8.9.5 开模行程校核 注塑机的最大行程与模具厚度无关，而且是双分型面注射模，故注塑机的开模行程应满足下式：
S≥H1＋H2＋a+(5～10)
S————注塑机最大开模行程，为250mm;
H1————顶出距离，为28mm；
H2————包括浇注系统在内的塑件高度，为74mm;
a————定模板与上模的分离距离，为15mm。
S≥H1＋H2＋a+(5～10)=28+74+15=117mm，故能满足要求。

结论
这次毕业设计中，我全面的利用了所学知识，从最基础的二维制图到专业性很强的软件proe开模和moldflow模流分析，在这个过程中我巩固了以前所学的专业知识、熟练的掌握了各种应用软件，使自己的专业技能有了很大的提高。现在已经掌握了CAXA电子图板、proe三维造型及模具开模和moldflow模流分析。
在整个设计的过程中也遇到了一些问题，如第一次的设计方案考虑不够周全，适用性差，后经过老师指点及自己认真的考虑、仔细的分析，修改方案后得到了老师的认可。又如，刚开始用moldflow进行模流分析时，冷却分析总是失败，经老师指导，修改冷却水道的网格的长度后，分析成功。经过各位老师的细心指导和自己不懈的努力最终设计出了符合要求的、适用性强的模具。也正是这些问题使我认识到了自己对知识的掌握还不够，同时也促进了我的成长与进步，这次毕业设计让我受益匪浅。

致 谢
经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。
首先,我要感谢的是我的导师王敏老师。在整个设计过程中，王老师都细致耐心的指导我。当我遇到问题时，王老师都能很快做出准确的解答。我在外试工期间一直与王老师保持联系，由于试工能用来做毕业设计的时间少，王老师经常提醒我要充分利用时间、工作之余做做毕业设计，而且关于毕业设计学校有什么动态王老师都及时通知我，这令我深深感动，利用工作之余的时间我初步完成了装配图。回学校后开始全心全意进行毕业设计，一遇到问题就会及时与王老师沟通，不管问题是大是小，王老师在给其他班同学上课、指导其他年级课程设计的同时，还要准确高效的指导我们的毕业设计，王老师的敬业让我很佩服。从王老师身上得到的不仅是对毕业设计的指导，还让我看到了一种高尚的工作态度，这是值得我学习的，而且会让我受益终身。
再次，我要感谢帮助过我的其他老师，如文全兴、张丽桃等老师。在设计过程中，我还请教过其他老师，每位老师都会细心的指导我，指出我设计中存在的不合理的地方并启发我找到合理的方案。文老师在侧抽芯机构设计上给了我很大的启发，张老师在模流分析上给了我很大的帮助，在此对两位老师表示感谢。
这次毕业设计是在王敏老师全面指导下完成的，里面融入了包括王老师在内的各位老师的孜孜教导，也融入了他们的大量心血。正因为各位老师在这段时间尽心尽责的指导帮助，我才能顺利完成这次设计，才能有如此大的提高，在此再次对各位老师表示由衷的感谢，并祝福他们桃李满天下！

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