注塑模具设计毕业论文.docx

本科毕业设计(论文)

题目：WPDB接线端子塑料注射模具设计

院（系） 机电学院
专 业 机械制造及其自动化
班 级 120205
姓 名 刘海洋
学 号 120205111
导 师 张新运

2016年6月

WPDB接线端子塑料注射模具设计

摘要
塑料行业是20世纪发展最快的行业，也是21世纪最有前途的行业之一。塑料的发展直接导致了注塑模具的发展。塑料模具是用来生产塑料制品的工具。本课题主要是针对接线端子的模具设计，涵盖了浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统，注塑机的选择及有关参数等的详细设计，并进行了简单的加工工艺的编制。通过塑料模具的设计，能够全面的了解塑料模具设计的基本原则，熟练使用Solidworks、AutoCAD软件进行模具设计，为以后的工作奠定了基础。
关键词：接线端子；塑料模具；浇注系统；浇口。

Design of Plastic Injection Mold
for WPDB Terminal
Abstract
Summary of plastics is a 20th century development of the industry's fastest-growing industries of the 21st century one of the most promising industries. The development led directly to the development of injection mould of plastic. Plastic mould tool is used in the production of plastic products. This topic is the main terminal of mold design, covering the gating system, forming part of the structure, ejection systems, cooling systems, injection molding machine selection and parameters of the detailed design and preparation of simple process. Plastic mold design, so as to understand the basic principles of plastic mould design, skilled use of Solidworks for die design, AutoCAD software, laid the Foundation for future work.
Key words: Terminal; plastic mold;injection system；gate.

III

目 录

摘要 II
Abstract III
主要符号表 VII
1.绪论 8
1.1 前言 8
1.2模具发展现状及国内外发展方向 8
1.3本课题的内容和基本要求 9
1.3.1 本课题的内容 9
1.3.2 基本要求 9
2.零件材料分析 11
2.1零件的材料及材料的特性 11
2.1.1 ABS塑料的特点 11
2.1.2 ABS的技术指标 11
2.1.3 ABS 注射成形工艺参数 11
3.方案的论证 13
3.1.1 注射成型的原理 13
3.1.2热塑性注射成型工艺过程 13
3.2注射模具的基本组成 14
3.2.1基本组成 14
3.3 方案的论证和初步确定 14
4.注射成型机的选择 16
4.1 估算零件体积及质量 16
4.1.1 估算零件体积 16
4.2选择注射机及注射机的主要参数 16
4.2.1选择注射机 16
4.3注塑机的校核 17
4.3.1注射基本压力校核 17
4.3.2 锁模力的校核 17
4.3.3安装部分相关尺寸的校核 17
4.3.4模具厚度校核 17
4.3.5开模行程的校核 18
5.浇注系统的设计 19
5.1 浇注系统的作用 19
5.2浇注系统设计的设计原则 19
5.3 浇注系统的组成 19
5.4主流道设计 19
5.5冷料井设计 20
5.6分流道设计 20
5.6.1分流道的布置形式 20
5.6.2分流道长度 20
5.6.3分流道截面形状 21
5.6.4分流道的截面尺寸 21
5.4浇口设计 21
6.成型零件设计 22
6.1分型面的设计 22
6.1.1分型面的分类及选择原则 22
6.1.2分型面的确定 22
图6.1塑件图 22
6.3成型零件结构设计 23
6.3.1成型零件具备的性能 23
6.3.2凹模结构设计 24
6.3.3凸模的结构设计 24
6.3.4影响塑件尺寸和精度的因素 24
7.导向机构设计 25
7.1 导向机构的作用和设计原则 25
7.1.1导向机构的作用 25
7.1.2导向机构的设计原则 25
7.2导柱、导套设计 25
7.2.1导柱的设计 25
图7.1导柱 26
7.2.2导套设计 26
8.脱模机构的设计 27
8.1脱模机构的设计原则 27
8.2 顶出机构的确定 27
8.3脱模力的计算 27
8.4简单脱模机构 28
8.4.1顶杆脱模机构的设计要点 28
8.4.2顶杆的形状 29
8.5复位装置 29
9.抽芯机构设计 31
9.1 抽芯机构的概述 31
9.2抽芯机构的设计 31
9.3滑块+斜导柱的侧向抽芯机构 31
9.3.1斜导柱外侧抽芯机构 31
9.3.1.1 斜导柱外侧抽芯机构设计原则 32
9.3.1.2 斜导柱的设计 32
9.3.1.3 滑块的设计 33
9.3.1.4锁紧块的设计 33
10.温度调节系统设计 34
10.1温度调节系统的作用 34
10.1.1温度调节系统的要求 34
10.1.2温度调节系统对塑件质量的影响 34
10.2冷却系统的机构 34
11.塑料模具用钢 35
11.1注塑模材料应具备的要求 35
11.2模具材料选用的一般原则 35
11.3本模具所选钢材及热处理 35
12.模具装配图 37
12.1模具装配二维图 37
13.模具可行性和环保分析 39
13.1本模具的特点 39
13.2市场效益及经济效益分析 39
13.3环保分析 39
14.总结 40
致谢 41
参考文献 42
毕业设计（论文）知识产权声明 44
毕业设计（论文）独创性声明 45

主要符号表
公称压力 注射压力
最大注射量 收缩率
体积流量 锁紧块的斜角
模具最大闭合高度 斜导柱倾斜角
模具最小闭合高度 α斜导柱倾斜角
开模行程
最大收缩率 模具制造公差
模具制造公差 模具磨损量
传热膜系数 斜导柱直径
材料的许用应力 导滑槽施加的压力
抽芯距 塑件对型芯产生的单位正压力
流道中各段流程的厚度 塑件包紧型芯的侧面积
模具型腔的总热量 为脱模板中心允许的最大变形量
L斜导柱的有效工作长度 结晶型塑料溶解潜热
导滑槽与滑块之间的摩擦阻力 斜导柱与滑块之间的摩擦阻力
塑料脱模温度 抽拔阻力
流道中各段流程的长度

12

1.绪论
1.绪论
1.1 前言
近年来，塑料制品在工业、电器、医药、交通运输等行业的应用越来越广泛，是材料工业中发展最快的领域之一。塑料广泛应用得益于它自身的性能与特点，首先塑料的质量轻，密度小，这使得在相同体积下与其他金属制品相比较，塑料制品的重量就要比金属材料制品的重量轻得多。第二得益于塑料比强度高，能够更大程度满足设计需要。塑料注射模具是生产塑料制品的一种工具，也是赋予塑料制品精准尺寸和完整结构的工具。用塑料注射模具生产的零件，具有生产率高、质量好、成本低等一系列优点。因此塑料注塑模具发展水平的高低，是一个国家机械水平的重要标尺。
1.2模具发展现状及国内外发展方向
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品，工业用品的统称塑料的出现给人类带来了极大地便利，由于其有成本低廉、抗腐蚀能力强、可塑性强、还可用于制备燃料油和燃料气，降低原油消耗等无可替代的优点，自发明之日起就广受欢迎，随着加工工艺的进步和技术的突破，塑料制品渗透进我们生活的方方面面，成为最重要的必需品[1]。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展[2]。注塑成型时将融化的塑料由高压射入模具，经冷却凝固，得到塑料制品的一种加工形式。它具有成型率高、塑件质量稳定、自动化程度高、成本低等优点，在塑料生产中占十分重要的地位。注塑模具时注塑成型的一种重要工艺装备，其在注塑成型中处于核心地位。据统计。注塑模具在整个模具的总量中占50%以上[3]。通过对塑料制品的注塑模具的设计，能够熟悉和掌握塑料制品的设计全过程，能够根据塑件材料的不同性能，不同的结构特点，选择适合的模具结构，使我们在塑件结构设计，塑料成型工艺分析等方面有综合提升，为以后从事模具相关工作奠定基础[4]。大型注塑、精密注塑和薄壁注塑是当前存在的三种主要的注塑形式，由于其注塑工艺的小同，对模具的要求也小同[5]。
随着工业技术的快速发展，“以塑代钢”的零件在电子、电信、医疗、汽车、仪表等行业的应用越来越多,对塑料制品的品质要求也越来越高[6]。我国的塑料模具工业从起步到现在，历时半个世纪之久，有了很大发展，模具水平有了较大提高[7]。近年来，随着汽车，家电，电子通讯设备的迅猛发展，在未来的模具市场中，塑料模具占总模具的比例将逐步提高，且发展将会快于其他模具[8]。先进
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制造技术的出现正急剧改变着模具业的产品结构和生产过程，对模具的要求越来越苛刻[9]。现如今，模具正向着两个方向发展:高速、精密、长寿命;短周期、低成本、高产出[10]。计算机技术、软件技术、新材料、新技术的发展使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著[11]。我国注塑模具未来的发展趋势: CAD /CAM /CAE 技术将广泛应用于注塑模具设计；热流道模具在 注塑模具中的比重将逐渐提高；专用和优质模具材料将不断推陈出新,智能化、自动化研磨抛光将得到应用;模具标准化程度将不断提高[12]。
国外注塑成型技术在向多工位，高效率，自动化，连续化，低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂，多功能的方向发展[13]。目前，欧洲模具业已经能感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44%和61%左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了25%左右。据统计,前些年全球58%的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右[14]。据统计日本一万多家模具企业中生产塑料模和冲压模的各40%左右;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43.9%生产冲压模的占44.8%。在塑料模具中由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品适用于高效率、大批量的自动化生产方式使其在塑料模中的占用量超过了5%[15]。
1.3本课题的内容和基本要求
1.3.1 本课题的内容
1.根据塑件进行测绘，画出二维及三维零件图且进行结构分析； 2.确定分型面，型腔数目、浇注系统；初步拟订模具结构方案； 3.选择设备、确定有关工艺参数； 4.方案论证,型腔等结构设计，强度等计算； 5.绘制模具装配图及零件图； 6.应用Pro/E或其他三维绘图软件做出模具三维结构图。
1.3.2 基本要求
（1）绘图要求（用AutoCAD和Pro/E软件或其他相应软件）
测绘塑料零件图 （二维及三维图）；
模具动模、定模镶块等主要型腔零件图及模具总装配图（二维及三维图）；
（2）根据所设计的模具，编写说明书，具体内容如下：（编写格式和装订要求按教务处统一规定）
分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响；
分析所采用模具结构方案，着重分析难点（侧抽型、型腔、哈佛模、点浇口、二次顶出机构等）；
分析所有分型面，选出最佳分型面；
确定哪些面有脱模斜度 ，确定各种配合的形式并说明理由；
分析浇口位置、浇口形式及所采用的理由并说明所采用推顶装置设置的位置及其理由；
对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析；
对所选注射机进行校核；
说明该模具的开合模动作过程；注：（以上说明均要有相应的插图）
（3）计算下列尺寸
有关成型零件工作尺寸的计算 ;
斜导柱长度及抽拔力的计算；
成型型腔壁厚、动模垫板厚度校核计算;
冷却水道面积计算；
（4）对设计中典型零件编制工艺规程过程卡（至少2个零件每个零件10道以上的工序）；
（5）外文资料翻译 2000英文字符左右 （原文第一作者为非中国人的PDF文件格式）
（6）生产批量：50万件；

2.零件材料分析

2.零件材料分析
2.1零件的材料及材料的特性
该接线端子的材料是ABS塑料
2.1.1 ABS塑料的特点
ABS是丙烯腈-丁二苯-苯乙烯共聚物的缩写。它的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。ABS制品强度高、刚度好，硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好。有优良的成型加工性，尺寸稳定性，电镀性能好。用途广泛，在机械行业用来制造齿轮、泵叶轮、把手、管道、电机外壳等；在汽车工业ABS制造汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等，还可以用ABS夹层制造小轿车车身，还可以制造水表壳，电气零件等。
2.1.2 ABS的技术指标
密度 1.02-1.16g/cm3
比体积 0.86-0.98 cm/g
吸水性 0.2-0.4%
收缩率 0.4-0.7%
熔点 130-160°C
热变形温度 90-108°C
抗拉屈服强度 830-1030 Pa
拉伸弹性模强 5000 Pa
弯曲强度 180Pa
硬度 9.7HBS
2.1.3 ABS 注射成形工艺参数
注射机类型：螺杆式·
螺杆转速： 30-60r/min
料筒温度：后段 150-157°C
中段 165-180°C
前段 180-200°C
喷嘴温度： 170-180°C
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预热温度： 80-85°C
模具温度： 50-80°C
注射压力： 70-100Pa
注射时间： 20-90 s
高压时间： 0-5 s
冷却时间： 20-120 s

2.1塑件图
3.方案的论证
3.方案的论证
3.1 ABS注射成型的原理及工艺过程
3.1.1 注射成型的原理
利用塑料的可挤压性和可模塑性，将粉状成型物料或松散的颗粒从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。
3.1.2热塑性注射成型工艺过程
注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。
（1）成型前的准备
①原料外观的检验和工艺性能的测定；
②物料的预热和干燥；
③嵌块的预热；
④料筒的清洗；
⑤脱模剂的选择。
（2）注射过程
注塑过程可简写为：加料→塑化→注射→保压→冷却→脱模。
①加热、预塑化螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的塑料向前输送，压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，塑料逐渐熔融，在料筒的头部已积累了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下，螺杆缓慢后退。
②合模和锁紧锁模机构推动模板及安装在动模板上的模具动模部分与定模板上的模具定模部分合模并锁紧，以保证成型时可提供足够的夹紧力使模具锁紧。
③注塑装置前移当合模完成后，整个料筒迁移，使注射机喷嘴与模具主流道口完全贴合。
④注射、保压在锁模和喷嘴完全贴合模具以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒的头部的熔体以足够压力注入模具的型腔，因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑料制品的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充熔体。
⑤卸压当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。同时熔体在型腔内冷却固化
47

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成为塑料制品。
⑥开展、推出塑料制品模具型腔内的塑料制品经过冷却定性后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑料制品。
(3)塑件后处理
塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理。
（1）退火处理
①退火处理的目的 a.消除或降低塑料制品成型后的残余应力；b.降低塑料制品的硬度，提高塑料制品的韧度；
②退火工具烘箱或液体介质（如热水、热油等）；
③退火温度塑料制品使用温度加10-20℃.或塑料制品变形温度减10-20℃。
④退火时间退火时间与塑料制品壁厚有关，通常可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。
（2）调湿处理
①调湿目的调湿处理主要是针对吸湿性很强，且易氧化的尼龙类制品，用于消除内应力打到吸湿平衡，以稳定尺寸。
②调湿介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121℃）。
③调湿温度100-120℃。
④调试时间保湿时间与壁厚无关，通常为2-9h。
3.2注射模具的基本组成
3.2.1基本组成
a.成型零件
b.排气系统
c.结构件
d.侧向抽芯机构
e.温度调节系统
f.脱模系统
g.导向定位系统
3.3 方案的论证和初步确定
a、 第一种 采用斜导柱和滑块同在动模一侧，利用斜导柱实现斜抽芯，由于滑块始终不脱离斜导柱，结构比较简单。适用于抽拔力不大，抽芯距不长的情况。
b、 第二种 采用三板式结构，斜导柱安装在定模型板上，利用斜滑块六面抽芯机构成型塑件六个滚珠凹槽。利用弹簧分型实现第一个分型面的打开，定距拉杆实现第二个分型的打开，利用推板顶出机构顶出塑件、实现脱模。
本模具采用第一种方案。
4.注射成型机的选择
4.注射成型机的选择
4.1 估算零件体积及质量
4.1.1 估算零件体积
a.计算零件的体积
由天平称得塑件质量为
v塑=m塑ρ=3.72g1.05gcm3=3.8cm3 (3-1)
加上飞边及流道损失，选浇口及流道损失
=4
=+=3.8cm3+4cm3=7.8cm3 (3-2)
在加工过程中考虑到塑料的利用率，取利用系数=0.8
故注射成型最大注射量应大于或等于即:
≥=7.8cm3/0.8=9.43cm3 (3-3)

4.2选择注射机及注射机的主要参数
4.2.1选择注射机
根据注射容积初选注射机型号为HTF86/TJ

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表4.1注射机参数

螺杆直径/mm
36
模板最大行程/mm
310
注射压力/Mpa
183
模具最大厚度/mm
360
锁模力/kN
860
模具最小厚度/mm
150
理论注射量/cm3
147
拉杆空间（长×宽）/mm
360360

4.3注塑机的校核
4.3.1注射基本压力校核
校核所选注塑机的注射压力能否满足塑件成型时所需要的注射压力。即: 。
查得ABS的注射压力56-176 ；
根据所选注塑机的公称压力为183；
满足要求
4.3.2 锁模力的校核
当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力，即胀型力。胀型力大小等于塑料制品和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压强，它应小于注射剂的额定锁模力，通常取额定锁模力的80%左右，以保证不出现溢料的现象。即：
F锁≥F胀0.8=A分×P型 (3-4)
两腔总的投影面积为：=27×65=1755mm2
由于通常为20～40所以取=40
计算其所需锁模力为：F锁≥ F胀0.8=2.279×104N
满足要求
4.3.3安装部分相关尺寸的校核
为了使注塑模能顺利地安装在注射机上并生产出合格的塑料制品，在选用注射机时，还必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。模具的宽度必须小于注射机拉杆间距，即，这样模具才能进入注射机。360mm350mm，满足要求。
4.3.4模具厚度校核
模具厚度必须满足下式：
Hmin≤H≤Hmax
式中H—模具闭合厚度，mm；
—注塑机所允许的最小模具厚度，150mm；
—注塑机所允许的最大模具厚度，360mm；
根据结构草图，初选的模具厚度为300mm。则满足要求。
4.3.5开模行程的校核
选用注射机时，应使注射机动模板的开模行程与模具的开模行程相适应。开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于单分型面的注塑模具，其开模行程按下式效核
S≥H1+H2+5~10 mm（3-5）
式中S—注塑加工机最大开模行程(移动模板台面行程)，mm;
H1—塑件脱模距离，此模具中为40mm;
H2—包括流道凝料在内的塑件高度，此模具中为50mm,
S=40+50+10=100mm

图4.2二板模开模行程
由于动板模的开模行程310mm大于最小开模行程100mm，所以开模行程校核合理

5.浇注系统的设计
5.浇注系统的设计
5.1 浇注系统的作用
模具浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔入口为止的一段熔体通道。它的作用是让高温熔体在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。
5.2浇注系统设计的设计原则
（1）保证制品的外观质量
（2）保证制品的内部质量
（3）阻力最小
（4）不影响自动化生产
5.3 浇注系统的组成
浇注系统是由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。
5.4主流道设计
主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利进入，开模时又能使主流道的凝料顺利拔出。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成。主流道设计如下：
小口直径
主流道锥度
长度
倒角
故主流道的结构形式如图5.1。

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图5.1主流道
5.5冷料井设计
冷料井的位置正对主浇道的动模上，它的作用是将物料前端的“冷料”收集起来，防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量。开模时冷料井起到将主流道的冷凝料拉出。冷料井有带Z形拉料勾的冷料井；带球头形拉料的冷料井；倒锥形冷料井等。
本方案采用的是带Z形拉料勾的冷料井。
5.6分流道设计
主流道与浇口之间的通道称为分流道。
5.6.1分流道的布置形式
为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同事还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。如图所示。

图 5.2分流道布置形式

5.6.2分流道长度
根据两个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图5.2。
5.6.3分流道截面形状
常用的分流道截面形状有圆形、正方形、梯形、U形、半圆形和正六角等。考虑加工工艺，装配和经济性，本模具采用圆形截面分流道。
5.6.4分流道的截面尺寸
根据塑件的体积、形状、壁厚、所用塑料的工艺性能、注射速率以及浇道的长度等因素来确定。
对于壁厚小于3mm（本塑件厚度为2mm），质量在200g(本塑件质量3.72g)以下的塑件可用一下经验公式确定分流道的直径[15]。
（4.1）
式中D—分流道的直径，mm；
W—流经分流道的塑料量，g；
L—分流道长度，mm。
5.4浇口设计
浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、圆环浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。该塑件采用一模两腔注射，侧浇口。位置在塑件的顶端中心位置。

6.成型零件设计
6.成型零件设计
模具生产时用来填充塑料熔体，成型制品的空间叫型腔，构成注塑模模具部分的模具零件统称为成型零件，又叫内模镶件。内模镶件包括凹模、凸模、内模小镶件、侧向抽芯机构、斜推杆及推出零件等。
6.1分型面的设计
6.1.1分型面的分类及选择原则
在模具中，能够取出制品或流道凝料的可分离的接触面，都叫分型面。
分型面有两种：一种是模具分开时，分型面两边的模板都做移动；另一种是模具分开时，其中一边的模板不动，另一边模板作移动。
分型面选择的原则
（1）有利于脱模
（2）必须确保塑料制品尺寸精度
（3）必须保证塑料制品外观质量要求
（4）有利于简化模具结构
（5）方便模具制造
（6）分型面上尽量避免尖角利边
（7）满足注射机技术规格的要求
6.1.2分型面的确定
该模具中分型面设在截面尺寸最大的部位，，如图A-A截面

图6.1塑件图

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6.2型腔分布
模具型腔在模板上的排列方式有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具有简单的抽芯结构，综合考虑模具设计为一模两腔，零件采用对称排列，有利于节约材料，简化结构。具体排布如图5.2。

图6.2分流道示意图

6.3成型零件结构设计
6.3.1成型零件具备的性能
由于成型零件质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备一下性能：
（1）具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压；
（2）具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损；
（3）具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能；
（4）零件的加工性能好，可淬性良好，热处理变形小；
（5）成型部位须有足够的位置精度和尺寸精度。
6.3.2凹模结构设计
凹模用于成型塑件的外表面，又称为型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。
由于该模具结构简单，又属于中小型模具，所以凹模板采用整体式。
6.3.3凸模的结构设计
凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体[5]。
凸模板采用整体式。
6.3.4影响塑件尺寸和精度的因素
工作尺寸是成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸与高度尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面[7]：
（1）成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为
式中：δs—为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差，mm；
Smax—为塑料的最大收缩率，%；
Smin—为塑料的最小收缩率，%；
Ls—为塑件尺寸，mm。
一般由收缩率引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。
（2）模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7～IT8级之间，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。
（3）零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。
（4）模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸和位置精度。
综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成型零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。
7.导向机构设计
7.导向机构设计
7.1 导向机构的作用和设计原则
7.1.1导向机构的作用
（1）定位作用模具闭合后，保证动定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。导向机构在模具装配过程中也会起到定位作用，即便于模具的装配和调整。
（2）导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模准确闭合、避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
（3）承受一定的侧向压力塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力或受成型设备精度低的影响，导柱将承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧向压力很大或精度要求很高时，不能单靠导柱来承担，需增设定位机构来承担侧向压力。
（4）承受模具重量模具上的活动件，如推杆固定板和推杆底板、点浇口模架中的流道推板和A板、大水口模架中的推板等，它们开模时及开模后都悬挂在导柱上，须由导柱支撑其重量。
7.1.2导向机构的设计原则
主要设计原则（1）导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形；（2）导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度；（3）导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求；（4）导柱和导套应有足够的耐磨性；（5）为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。
7.2导柱、导套设计
导柱导向是指导柱与导套采用间隙配合使导柱在导套内滑动，配合间隙一般采用H7/f7级配合。
7.2.1导柱的设计
导柱的基本结构形式有两种。一种是除安装部分的凸肩外，其余部分直径相同，成为带头导柱GB4169.4-84；另一种是除安装部分的凸肩外，安装的配合部
西安工业大学毕业设计（论文）
分直径比外伸的工作部分直径大，成为有肩导套GB4169.5-84。为了减小导柱导套的摩擦，有的导柱开设油槽 [18]。
本模具采用加油槽的带头导柱，根据GB4169.4-84选用直径为30mm长度为186mm的导柱。其示意图6.1

图7.1导柱
7.2.2导套设计
由于导柱已选定所以由机械设计手册可查的与之相配的导套为。为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前段倒一圆角R。
根据导柱选择直径为30mm的导套，其结构如图6.2.

图7.2导套

8.脱模机构的设计

8.脱模机构的设计
在注塑模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损地推出的机构成为脱模机构。
8.1脱模机构的设计原则
塑件滞留于动模，模具开启后应以使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便模具脱模装置在注射机顶杆的驱动下完成脱模动作。
保证塑件不变形损坏，这是脱模机构应达到的基本要求。首先要正确分析塑件对型腔或型芯的附着力的大小以及所在的部位，有针对性地选择何时的脱模方法和脱模位置，使顶出中心和脱模阻力中心相重合。型芯由于塑件收缩时对其包紧力最大，因此顶出的作用应该竟可能地靠近型芯，顶出力应该作用于塑件刚度、强度最大的部位，作用面尽可能大一些。影响脱模力大小的因素很多，当材料的收缩率大，塑件壁厚大，模具的型芯形状复杂，脱模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高时，脱模阻力就会增大，反之则小。
力求良好的塑件外观，顶出塑件的位置应该尽量设在塑件内部或对外观影响不大的部位，在采用顶杆脱模时尤其要注意这个问题。
8.2 顶出机构的确定
顶出机构的功能是在任何正常的情况，顶出机构都能确实可靠的将成型塑件从模板一侧顶出，并在合模时其相关的顶出零件确保不与其它模具零件相干扰的恢复到原来的位置。
顶出机构的设计原则：开模时应留在动模的一侧；塑件在成型顶出后，一般都有痕迹，但应尽量使顶出残留痕迹不影响塑件的外观，一般顶出机构应设在塑件内表面以及不显眼的位置；顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部位，即不易变形或损伤的部位，尽量避免顶出力作用于最薄的位置，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤；顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠。
顶出机构有多种类型，本设计采用顶杆中心顶出。采用段面形状为圆柱形的顶杆，圆柱型顶杆是最常用的一种，由于这个形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，且容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易卡滞等优点，因此，我们采用圆柱形顶杆顶出。
8.3脱模力的计算
西安工业大学毕业设计（论文）

经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有不通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运动时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。
塑件的脱模力计算公式如下所示。
F总脱=p∙A∙cosαf-tanα1+fsinαcosα+0.1A (8-1)
式中 p——塑件对型芯产生的单位正压力，一般p=；本塑件是薄件，所以取8MPa；
A——塑件包