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1、 毕业设计用纸 摘 要 本文具体介绍了一例金属镶件注塑模的从设计到制造的全过程。通过对金属镶件工艺 的正确分析，设计了一副一模两腔塑料模具。 在塑料模工业发展上，我国今后的发展方向： 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成 型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一 项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普 遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 CAD/
2、CAM/CAE 一体化 系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要 求的问题；CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程 的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术 的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以 广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。 以适应多品种、少批量的生产方式。 5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和
3、模具标准化程 度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量 和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准， 并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低 成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实 现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备 是实现逆向工程的必要前提。 论文详细地叙述了模具成型零件
4、包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、 斜导柱、滑块等的设计与加工工艺过程，重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与 浇注系统以及其它结构的设计过程，并对试模与产品缺陷作了介绍。 关键词：关键词：UG 注塑模 参数化设计与加工 毕业设计用纸 -第 1 页 共 18 页 目 录 摘要 3 目 录 3 第一章 设计模具的结构形式及造型 .2 1.1 镶件注塑模的结构简介及设计方法 .2 1.2 模具的设计过程 .3 1.3 对 CAD 图纸的分析 .4 1.4 确定型腔数目及排位方式 .5 1.5 确定模具的结构形式 .5 1.6 应用 UG 对产品的造型 6 第二章 注射机选择与校核
5、.7 2. 1 注射机规格选择7 2.2 注射机注射容量校核.7 2.3 注射机锁模力校核.7 2.4 注射机注射压力校核.8 2.5 注射机模具厚度校核.8 2.6 注射机最大开模行程校核.8 第三章 分型面位置的确定 10 第四章 浇注系统形式和浇口的设计 11 4.1 主流道的设计 11 4.1.1 主流道设计11 4.2 主流道衬套的固定11 4.3 分流道的设计 11 4.3.1 分流道的定义 11 4.3.2 分流道的形状 12 4.3.3 分流道的长度 12 4.3.4 分流道的表面粗糙度 12 4.3.5 分流道在分型面上的布置形式 12 4.4 制作浇注系统 13 4.4.1
6、 浇注系统的组成 13 4.5 浇口的设计 14 毕业设计用纸 -第 1 页 共 18 页 4.5.1 浇口的定义及分类 14 4.5.2 浇口的形式和特点 14 4.5.3 浇口位置的选择 16 4.6 冷料穴和拉料杆的设计 .16 第五章 排气系统的设计 18 第六章 成型零件的设计 19 6.1 型腔的设计 19 6.2 型芯的设计 20 6.3 镶件的设计 22 6.4 冷却系统设计 23 6.5 推出系统设计 23 第七章 模架的选用 25 第八章 模具的装配与调试 26 8.1 模具的装配26 8.2 模具的调试26 第九章 成型零件的加工工艺 .31 9.1 订材料、开料 31
7、9.2 热处理前的加工 31 9.3 热处理后的加工 32 参考文献 .33 结束语 .34 毕业设计用纸 第 0 页 共 22 页 第一章 设计模具的结构形式及造型 1.1 镶件注塑模的结构简介及设计方法 1.1.1 镶件注塑模的结构简介 本次毕业设计课题镶件注塑模的设计与制造。课题主要来自生产实际中.图 1（a、b） 为其产品图。本文说明其模具的设计全过程。 图 11产品图 装 订 线 毕业设计用纸 第 1 页 共 22 页 图 12 产品图 1.1.2 UG 简介 UG 自 1988 年问世以来，日趋盛行，已成为当今最为普及的 3D CAD/CAM 设计系统。 它集零件设计、产品装配、模
8、具开发、NC 加工、铸造件设计、造型设计、反求工程、自动 测量、机构设计、仿真、应力分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于一体。UG 在企业制造三维设计中占有极其重要的地位，世界主要大型汽车制造厂以及空中客车、波 音公司等飞机制造公司都有它的用户，UG 对世界制造业的贡献是不可磨灭的。 你能想一个手机模具需要多长时间就可以制作出来吗？只需要 48 小时！摩托罗拉使 用的就是 UG 的解决方案。现在，UG 已经更进一步地发展到了汽车、航空、造船等重要企 业，比如国内汽车行业的一汽、二汽，都分别使用它进行整车设计，而且是全三维的应用。 在航天领域负责研发运载火箭和卫星的航天部一院、二院、三院、
9、五院，以及国内船舶行 业中的军舰设计企业均采用 UG 进行研发与设计。除此之外，在加点、高科技领域，如华 为、海尔、联想等国内知名企业，同样也都在使用 Pro/ENGINEER 进行模具设计。大到发 动机引擎，小到高尔夫球头，现在 UG 在中国拥有急速增长的用户群体。因为 UG 包含的模 块众多，应用面相当广泛，所以要求工程师全面精通实属不易，最佳方式是按照产业形态， 系统习实际使用的模块。 1.2 模具的设计过程 本模具的设计过程为传统模具设计流程图，如下图所示： 毕业设计用纸 第 2 页 共 22 页 图 1-1 设计流程图 1.3 对 CAD 图纸的分析 计算机辅助设计简称（CAD） 。
10、AutoCAD 是由美国 Autodesk 公司于 1982 年 12 月推出的， 十几年来已被广泛应用在航天航空、机械、土木建筑、电子、汽车、造船、冶金、地质、 轻工等领域，在同类软件中使用范围最广。AutoCAD 的功能包括：绘制及修改二维和三维 图形、标注尺寸；用绘图机和打印机输出图形；嵌有 AutoLISP 语言和 ObjectARX 环境， 可编程实现分析计算和参数化绘图；它还提供了多种定制工具，方便用户按自己的需要开 发新的菜单、工具条、应用程序和文件，使软件用户化；它也还可以通过各种标准的图形 和图像格式文件，与其它软件交换图形数据信息；此外还可以与外部数据库连接，实现对 外部数
11、据库的操作。例如，从数据库中取得有关图形信息，或者进行报表统计、成本 预 算和方案评估等工程管理；或者输出数据给数控加工设备，以实现计算机辅助制造（CAM） 。 因此 AutoCAD 是属于 CAD 功能范畴的软件。 在这次的设计，我们从的 3D 档如上图所示： 技术要求： 材料为 ABS 未注圆角：R=0.2； 表面光洁，无飞边，塌陷，熔结痕； 模具为一模两穴左右件 未注尺寸公差按 GB/T14486-93 中 MT6 级规定； 未注尺寸参照三维数据； 镶件为不锈铁。 毕业设计用纸 第 3 页 共 22 页 1.4 确定型腔数目及排位方式 在多型腔模具的实际设计中，一种方法是首先确定注射机的
12、型号，再根据注射机的技 术参数和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目；另一种方法是先根据生产效 率的要求和制作的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或现有的注射机进行校核。 就这套模具而言，主要是根据其生产效率的要求以及客户的实际要求（已考虑了本产 品的生产批量和现有的注射机型号） ，确定其模具为“一出二”即一模二腔。 考虑到模具成型零件以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图 1-2 所示： 图 1-2 模具型腔图 1.5 确定模具的结构形式 由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此设计的模具 采用多型腔多分型面。但由于考虑到成本以及其他因素，最终确定了
13、方案为：一模两腔， 滑块抽出。 毕业设计用纸 第 4 页 共 22 页 1.6 应用 UG 对产品的造型 首先打开 UG，设置工作目录，设置在文件名镶件文件夹下： 然后打开 3D 档 现在要做的是按照技术要求，对每个角度进行倒角， ，未注圆角 R=0.2。 由于对以下的开模要求，对造型进行设置拔模角，得到所要求图形。 毕业设计用纸 第 5 页 共 22 页 第二章 注射机选择与校核 2. 1 注射机规格选择 注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，参照模具设计与制造 简明手册 ，根据客户要求我们选择注射机型号为 XS-ZY-250,它的技术规格如表 2-1 所示。 表 2-1 注
14、射机型号表 型号 螺杆直径 （mm） 注射容量 （cm3） 注射压力（MPa）锁模力(kN) SZ-100/8035100170800 最大注射面积（cm3） 模板行程 （mm） 定位孔直径（mm） 500305100 顶出 模具厚度（mm）喷嘴 两侧 最大最小 球半径 （mm） 孔半径 （mm） 孔径（mm）孔距（mm） 中心孔径 （mm） 35025010340280 2.2 注射机注射容量校核 塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表 示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按 3-1 式校核 V件0.8V注 （3-1） 式中 V件
15、 塑件与浇注系统的体积（cm3）; V注 注射机注射容量（cm3）; 0.8 最大注射容量利用系数。 在这个设计中， V件= 55cm3 V注=250cm3 550.8*250=200 所以注射机注射容量完全满足要求。 毕业设计用纸 第 6 页 共 22 页 2.3 注射机锁模力校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力， p腔FP锁 （3-2） 式中 p腔 模具型腔压力，一般取 4050Mpa； F 塑件与浇注系统分型面上的投影面积（mm2）; P锁 注射机额定锁模力（N） 。 在这个设计中 p腔 = 40 Mpa F = 30000mm2 P锁 = 1800 kN p腔F =
16、 40 106 30000 10-6 = 1200 (kN)1800(kN) 所以注射机的锁模力也满足要求。 2.4 注射机注射压力校核 塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力， p成 P注 （3-3） 式中 p成 塑件成形所需的注射压力（Mpa） ， P注 所选注射机的额定注射压力(Mpa)。 在这个设计中 p成 = 80 Mpa P注 = 130 Mpa 显然，80 130，因此注射压力也满要求。 2.5 注射机模具厚度校核 模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关 系按 3-4 式校核 H最小 H模 H最大 （3-4） 式中 H最小 注射机所
17、允许的最小模具厚度（mm） ； H模 模具闭合厚度（mm） ； H最大 注射机所允许的最大模具厚度（mm） 。 在这个设计中 H最小 = 250 mm 毕业设计用纸 第 7 页 共 22 页 H模 = 340 mm H最大 = 350 mm 显然，300340450 所以注射机模具厚度也满足要求。 2.6 注射机最大开模行程校核 塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧 式注射机上使用的一般浇口模具， H1 + H2 + 510mm s （3-5） 式中 H1 脱模距离（mm） ； H2 塑件高度（包括浇注系统） （mm） ； S 注射机模板行程（mm） 。
18、在这个设计中 H1 = 40 mm H2 = 80mm S = 350 mm H1 + H2 + 10 = 40 + 100 +10 = 150 mm 显然，150 350 因此，注射机模板行程也满足要求。 至此注射机型号确定，选择 XS-ZY-250。 毕业设计用纸 第 8 页 共 22 页 第三章 分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位 置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、 排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中 优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应
19、遵循以下几项原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 保证塑件的精度要求。 满足塑件的外观质量要求。 便于模具加工制造。 对成型面积的影响。 对排气效果的影响。 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的下面几点为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的 分型面。分型面设置为 A-A、如下图所示，即型腔分型面 图 3-1 型腔分型面图 分型面 毕业设计用纸 第 9 页 共 22 页 这样选择既可以简化前模仁（型腔）的加工，又有利于后模仁（型芯）后模镶件这些 成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的 推出机
20、构动作。由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具 的推出机构推出塑件。 因为图型结构复杂，但操作复杂，如果采用整体式，不仅结构打不到要求，而且清角 处机器无法做到，各种条件都缺少，所以最终采用镶拼式。 第四章 浇注系统形式和浇口的设计 4.1 主流道的设计 4.1.1 主流道设计 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。 主流道小端尺寸为 3.54mm。 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主 流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀） ，以便有效 的选用优质钢材单独进行加
21、工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分 为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 12，16，20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为 10 所以取 R11。 4.1.2 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件， 外径为 120mm，内径 35mm。具体固定形式如下图所示： 毕业设计用纸 第 10 页 共 22 页 母模板 面板 图 4-1 主流道衬套图 4.3 分流道的设计 4.3.1 分流道的定义 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与 浇口之间这一段塑料熔体
22、的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔 前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好 的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均 衡地分配到各个型腔。 4.3.2 分流道的形状 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比表面积（流 道表面积与其表面积之比）小，在温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较 小的表面积，以减少热量损失。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U 形、半圆形及矩 形等几种形式。圆形截面的表面积最小，但需要设在分型面的两侧，在制造时一定要注意 模板上两部分形状
23、对中吻合；梯形及 U 形截面分流道加工较容易，且热量损失与压力损失 均不大，为常用的形式；半圆形截面分流道需用球头铣刀加工，其表面比梯形和 U 形截面 分流道略大，在设计中也有采用；矩形截面分流道因其比表面积较大，且流动阻力也大， 故在设计中不常采用。 此套模具经过分析确定采用 U 形截面分流道。 4.3.3 分流道的长度 根据型腔在分型面上的排布情况，分流到可分为一次分流道、二次分流道甚至三次分 流道。分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的 原材料和降低能耗。 毕业设计用纸 第 11 页 共 22 页 4.3.4 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的
24、外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动 状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既 可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔 体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出流道后，对其进行稍微的抛光，抛掉加工纹理就行了。 （注：抛光是制造模具的一道很重要的工序，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工 具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。 ） 4.3.5 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但 应遵循
25、两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、对称 布置，使胀模力的中心与注塑机锁模力的中心一致。分流道常用的布置形式有平衡式和非 平衡式两种。 此套模具采用的是平衡式，如图 4-2 所示 图 4-2 平衡式图 4.4 制作浇注系统 4.4.1 浇注系统的组成 浇注组成系统的： 1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 对称 毕业设计用纸 第 12 页 共 22 页 5浇口 6型腔 7冷料 4.4.2 浇注系统的确定原则 确定浇注系统的原则： 在设计浇注系统时应考虑下列有关因素： 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。 模具成
26、型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔或一模多腔，浇注 系统需按型腔布局设计。 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。 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。 注射机安装模板的大小：在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机 模板大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注射时受力不匀。 成型效率：
27、在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成型质量的前提下尽量缩短 流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。 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 参照 4.2 节所设计的浇注系统形状及尺寸，在该制造模块中使用拉伸切除，旋转切除， 扫描切除等方法制作浇注系统。具体的浇注系统以及流道如以下图所示： 流道 毕业设计用纸 第 13 页 共 22 页 图 4-3 流道图 4.5 浇口的设计 4.5.1 浇口的定义及分类 浇口亦称进浇口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当
28、与 否直接关系到塑件能否完好，高质量地注射成型。 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。 我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑 料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满 型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充 满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流， 并便于浇口凝料与塑件分离的作用。 4.5.2 浇口的形式和特点 直接浇口： 直接浇口又称主流道形浇口，它属于非限制性型浇口。 塑料熔体由主流道的大端直接进入型腔，因而具有流动阻力小、流动路程
29、短及不缩时 间长等特点 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心部分有通孔时，内浇口就开设在该孔口处，同时中心设 置分流锥，这种类型的浇口称中心浇口。 中心浇口实际上是直接浇口的一种特殊形式，它具有直接浇口的一系列优点，而克服 了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。 侧浇口 侧浇口国外称为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充 填模具型腔，其截面形状多为矩形。 侧浇口由于浇口截面小，减少了浇注系统饲料的消耗量，同时去除浇口容易且不留 明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损失较大，对深型塑件 排气不利。 轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来
30、的圆周进料改为数小段圆弧进料， 浇口尺寸与侧浇口类似。 轮辐式浇口耗料比环形浇口少得多，且去除浇口容易。用于底部有大孔的圆筒形或壳 型塑件，但是增加了熔接痕，这会影响塑件的强度。 爪形浇口 爪形浇口可在型芯的头部开设流道，也可以在主流道下端开设。加工较困难，通常用 电火花成型。 毕业设计用纸 第 14 页 共 22 页 爪形浇口采用时，型芯可用作分流锥，其头部与主流道有自动定心的作用（型芯头部 有一段与主流道下端大小一致） ，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成型缺陷。主要 适用于成型内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 点浇口 图 4-4 浇口图 点浇口是一种截面尺寸很小的浇口，俗称小浇
31、口 点浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并 产生较大的剪切热，从而导致熔体的表现粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填，因 而对于薄壁塑件表现粘度随剪切速率变化的敏感性塑料成型有利，但不利于成型流动性差 及热敏性塑料，也不利于成型平薄易变型及形状非常复杂的塑件。 潜伏浇口 潜伏浇口又称剪切浇口，由点浇口变异而来。这种浇口的分流道位于模具的分型面 上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。 潜伏浇口不会损伤塑件的表面，塑件也不会因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美 观效果。 由于此模具对于塑件的表面要求非常高，以此进过分析各浇口的特性，确定使用潜 伏浇口。 4.5.3
32、浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺 寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口 的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件 具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： 尽量缩短流动距离。 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 必须尽量减少熔接痕。 点浇口 毕业设计用纸 第 15 页 共 22 页 应有利于型腔中气体排出。 考虑分子定向影响。 避免产生喷射和蠕动。 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 注意对外观质量的影响。 根据塑件的特征以及成型的要求
33、，和与客户的商定，并综合以上的要求，确定用点浇 口其表示如上图所示。 4.6 冷料穴和拉料杆的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散 热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025mm 的深度有 个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动 性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这 一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型 腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也
34、即塑料流动的转向处） ，其标称直径与 主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 11.5 倍，最终要保证冷料的体积小 于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式，具体要根 据塑料性能合理选用。 此模具为单分型面结构。点浇口形式浇注系统的二板式模具，设计拉料杆、冷料穴。 如图 8 所示。 冷料穴 拉料杆 毕业设计用纸 第 16 页 共 22 页 图 4-5 拉料杆、冷料穴图 第五章 排气系统的设计 当塑料熔体充填模具型腔时，必须将浇注系统和型腔能的空气以及塑料在成型过程中 产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干 净，塑件上
35、就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气 体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。对 于由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时，除了设计排气系统外，还可以考虑开设溢流 槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体，有时采用这种措施十分有效的。 注射模通常有三种方式排气 1)利用配合间隙排气 2)在分型面上开设排气槽 3)利用排气塞排气 此套模具只要的是采用利用配合间隙排气（在模具上排气） ，在模具上设计了很多的 镶件，利用这些镶件的配合间隙进行排气。这种排气方式在实际加工中是属于比较常见的 排气方式，效果较好，加工方便。如果镶件较少可以
36、使用排气槽（10 丝）左右进行排气。 毕业设计用纸 第 17 页 共 22 页 第六章 成型零件的设计 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型 杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模 时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低 的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构， 选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、 装配等要求进行成型
37、零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强 度和刚度校核。 此套模具的成型零件主要有两块型腔、两块型芯、众多的镶件构成。 就前面分型面的选择，不难想象出型腔型芯的大体形状。对去此套模具的型腔与型芯 的分析，主要是借助三维软件的强大功能，对其进行分型。将型腔与型芯通过分析显示出 来。 6.1 型腔的设计 毕业设计用纸 第 18 页 共 22 页 对于一次成型的型腔部分如 6-1 所示，其结构只要分型面的要求。其总体上就是 一长方体，底面是平的，并附有几个镶针孔。其面积至少要能盖住产品，据经验厚度 需设计厚点，另外还要考虑到固定型腔的螺丝孔的位置、运水（冷却水道）的布置等。 图
38、6-1 型腔图 其型腔径向尺寸的计算公式为： Lm=LS+LSSCP-3/4 +Z Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given. 型腔深度尺寸的计算公式为： 式中 LS塑件基本尺寸； SCP模塑收缩率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差 系数2/3修正系数。有时也取1/2。 系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有 时也取2/3。 Hm=HS+HSSCP-2/3 +Z 毕业设计用纸 第 19 页 共 22 页 综合所有，确定设计型腔的板尺寸为：长 200mm，宽 150mm，厚 30mm。 上面对称有两条
39、运水，因此在前模框上钻对应两条运水的四个孔，将型腔固定在 定模板上。 6.2 型芯的设计 由于双色模具的特点，其两次成型的型芯是完全一样的。因此在设计的时候只要 做一次就好。在型芯的设计方面还是主要依据分型面的形式，利用三维软件对其进行 分型。在型芯的上部和底部要加工出镶件的位置部分，并要充分的保证尺寸，以便镶 件能很好的与之配合。 型芯径向尺寸的计算公式： lm=LS+LSSCP+3/4 -Z 式中 LS塑件基本尺寸； SCP模塑收缩率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差； 系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取 2/3； 系数2/3修正系数。有时也取1/2 型
40、芯高度尺寸的计算公式： hm=HS+HSSCP+2/3 -Z 式中 LS塑件基本尺寸； SCP模塑收缩率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差 系数2/3修正系数。有时也取1/2。 系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。 有时也取2/3。 毕业设计用纸 第 20 页 共 22 页 式中 LS塑件基本尺寸； SCP模塑收缩率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差 系数2/3修正系数。有时也取1/2。 系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取 2/3。 中心距尺寸的计算公式： 综合所有，确定设计型芯的尺寸为：长 140mm，宽 100mm，厚 30mm
41、。在理论参数化设 计方面往往使用电脑进行曲面算法，点构线，线构面进行整个面结合。这就是计算机设计 的优点。 6.3 镶件的设计 此套模具镶件的设计共分为两个部分，型腔镶件和型芯镶件 型腔镶件与型芯镶件类似都是用产品求差得出，也是整副模具最精华部分，全部采用 慢走丝加工而成。后续的装模通过磨床加工得到设计尺寸而成，镀铜如图 6-2 所示 Cm=LS+LSSCP Z 式中 LS塑件基本尺寸； SCP模塑收缩率； 模具制造公差 系数2/3修正系数。有时也取1/2。 系数3/4考虑模具制造误差，磨损量等因素而采取的综合修正系数。有时也取 2/3。 毕业设计用纸 第 21 页 共 22 页 图 6-2
42、镶件图 图 6-3 滑块图 对于图中镶件的加工，通过分析，决定将其结构做在截面为矩形和截面为圆形的推杆 上，一方面是为了加工的需要，另一方面也是为了推出机构的平衡，便于产品能更好的脱 模。 对于型芯镶件的加工，主要有三个步骤：一、制做镶件的胚料，其胚料的材质最好是 选用热处理的料进行加工，主要是通过线切割加工；二、制作加工的电极。对于电极你的 制作主要是加工中心进行加工，制作加工的电极要分粗加工电极和精加工电极；三、对胚 滑块抽 芯芯 吸镶件 毕业设计用纸 第 22 页 共 22 页 料进行加工。这里所指的加工主要是指电火花加工。 对于型腔部分没有设计成整体式，而是设计了众多的镶件。主要是处于
43、以下几点原因 的考虑： 1.对于整体式的加工工艺比较复杂，如要对模具进行维修或修改部分尺寸方面很不方便。 做镶件的加工工艺相对来说就要容易的多。但是做镶件的困难方面在于与其配合部分， 要求比较高（配合不好很容易会有毛边） 。因此镶件部分的配合至关重要。 2. 由于此套模具并未设计排气槽，主要是利用配合间隙排气（在模具上排气） ，所以设 计众多的镶件，可以利用其配合的间隙进行排气。 6.4 冷却系统设计 设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成形周期及提高塑件 质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下： 冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。各冷却水孔
44、至型腔表面的距离应相等，一 般保持在 1520mm 范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取 812mm。孔距最好为水孔直径的 5 倍。水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。冷却管路 一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。水管接头（冷却水嘴）应设在 不影响操作的一侧。 6.5 推出系统设计 确定推出系统形式，是确定模架选择的基础。在此，我们只介绍推杆推出和推件板推 出两种机构，其他推出机构的结构型式参见模具设计与制造简明手册中第二章第六节 的内容。 1推杆推出 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容 易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见模
45、具设计与制造简明手册 。 推杆设计要点如下： 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶 件距离过近，以免影响凸、凹模强度。 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取 2.512mm。对 3mm 以下 的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。 推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面 0.050.1mm。推杆固定 方式见模具设计与制造简明手册 。 塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰。如果无法避开 侧抽芯，则应设置先复位机构。 毕业设计用纸 第 23 页 共 22 页 推杆和
46、模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常用塑料的溢边值见模具设计与 制造简明手册 。ABS 的溢边值为 0.04mm。 2推件板推出 推件板推出面积大，推力均匀，模具不必设复位秆。但型芯周边形 状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹的塑件， 其结构型式见模具设计与制造简明手册 。 推件板设计要点如下： 推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。 推件板与其他零件的配合一般采用 H7/f7。 采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。 基于以上原因，在本设计中，采用推件板推出的推出机构。推件板使用复位杆推出， 然后使用复位杆复位，最大限度减少了模架的零件
47、数量，提高了劳动生产率，节省了成本。 第七章 模架的选用 注射模模架的组成零件及名称见模具设计与制造简明手册图 2-67。注射模中小型 模架的组合型式见模具设计与制造简明手册表 2-95。 本模架的特点是： 毕业设计用纸 第 24 页 共 22 页 由于各方面等综合因素，及零件的要求采用非标模架。板厚根据零件进行具体设计， 给设计提出了更高的要求。型腔，芯板一般，其他板，镶件使用STD， 螺丝等标准件可以直接采购，顶杆，浇口套可以买回用线割。 图 7-1 模架图 基本模架已经用 2D 表示，图 7-1 仅为基本框架 第八章 模具的装配与调试 8.1 模具的装配 模具的装配过程相对要简单一些，主
48、要工作就是给每个零件添加约束关系。装配过程 毕业设计用纸 第 25 页 共 22 页 主要还是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加一定的约束， 得到以下图所示的装配图： 图 8-1 装配图 8.2 模具的调试 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模 具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。 首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因一般塑件被 粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。 原因分析： 1粘着模腔 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留
49、 于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： （1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 （2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 (3） 冷却时间过短，物料未能固化。 （4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 （5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。 2粘着模芯 （1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋 槽的制品，情况更为明显。 装配 毕业设计用纸 第 26 页 共 22 页 （2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 （3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 （4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。