毕业论文-型箱底座工艺分析及注射模具设计.doc

江西省渝工学院
毕业设计（论文）

摘 要

本设计详细地阐述了箱型底座工艺分析及注射模具设计的设计过程，给出了注射模具设计的一般步骤。在对产品进行结构分析和工艺分析的过程中，使用了MPI来模拟充型过程、分析成型过程中的参数变化、预测充型质量和可能出现的缺陷。列出了注射机选择的主要依据，并对主要参数进行了校核。在模具的结构设计的过程中，举出了各部分设计时应参照的原则，并结合本课题进行了具体的分析。在分型面的选择问题上，本设计列出了三种方案，通过分析比较，选择了一种最佳方案。侧抽芯主要参数的确定，参照了斜导柱的计算方法，指出了侧抽芯机构的设计要点。重点分析设计了调温系统，说明了调温系统对产品成型的重要性，详细计算了进、出模具的热量，最终确定散热面积、冷却水道直径、冷却水道长度等工艺参数。应用GU完箱型底座模具及相关成型零件的三维参数化设计。对模具的安装和调试进行了大致的说明，对模具的开合动作做了必要的分析，对试模过程中可能出现的问题做了详细的分析，并提出了相应的解决方法。

关键词：注射模，工艺分析，参数化设计，箱型底座
目录
第1章 绪论 1
1.1 选题的背景、目的及意义 1
1.2 国内外塑料模具的发展状况及已有的研究成果 1
1.3 本设计基本设计思路及方法 2
1.4 本设计预期结果和意义 3
第2章 塑料工艺性及成型工艺条件分析 4
2.1 塑件结构工艺性分析 4
2.1.1塑件结构分析 4
2.1.2塑件工艺分析 4
2.2材料的成型工艺性 5
2.2.1苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的基本性能 5
2.2.2原材料的预热干燥 5
2.2.3材料的注射成型工艺参数 5
第3章 塑件成型工艺和设备的选择与校核 7
3.1利用Moldflow进行模料流动性分析 7
3.1.1模拟结果 7
3.2 成型设备的选择 9
3.3注射机的校核 10
3.3.1最大注射量的校核 10
3.3.2注射压力的校核 11
3.3.3锁模力的校核 11
3.3.4安装部分的校核 12
第4章 注射模的结构设计 14
4.1注射模的结构分析 14
4.2制品成型位置及分型面的选择 15
4.2.1制品成型位置及分型面的选择原则 15
4.2.2模具分型方案的分析与确定 16
4.3模具型腔数目的确定 18
4.4浇注系统的设计 19
4.4.1浇注系统设计的基本原则 19
4.4.2流道的设计 20
4.4.3分流道的设计 21
4.4.4浇口的设计 22
第5章 排气系统的设计 25
第6章 成型零件的设计及力学计算 26
6.1凹模的结构设计 27
6.1.1方型腔尺寸计算 27
6.1.2凸台型腔尺寸计算 28
6.2凸模的结构设计 29
6.2.1主型芯尺寸计算 29
6.2.2中心圆孔径向尺寸计算 30
6.2.3侧抽芯尺寸计算 30
第7章 导向及脱模机构的设计 32
7.1导向机构设计 32
7.1.1导柱导向机构设计的基本原则 32
7.1.2导柱导套的选用和排布 33
7.1.3 支撑零部件的设计与选用 34
7.2脱模机构设计 34
7.2.1脱模机构的设计原则 35
7.2.2脱模力的计算 35
7.2.3脱模方案的分析与确定 36
7.2.4推杆的设计与校核 38
7.2.5推出机构的导向和复位设计 39
7.2.6限位钉 39
第8章 侧向分型于与抽芯机构的设计 41
8.1侧向分型与抽芯机构的方案分析与确定 41
8.2斜导柱侧向抽芯与分型机构主要参数的确定 42
8.2.1 抽芯力的计算 42
8.2.2 抽芯距的计算 43
8.2.3 斜导柱倾角的确定 43
8.3 斜导柱侧向抽芯与分型机构的结构设计 44
8.3.1 斜导柱的设计 44
8.3.2 侧滑块设计 46
8.3.3 导滑槽的设计 46
8.3.4 滑块定位装置的设计 47
8.3.5 锁紧块的设计 47
第9章 温度调节系统的设计 48
9.1 温度调节系统的分析 48
9.2 冷却系统的计算 48
9.2.1冷却时间的确定 48
9.2.2 冷却管道传热面积及管道数目的简易计算 48
9.2.3 水管接头的选用 51
9.3 冷却系统的分布 51
第10章 模具装配与调试 52
10.1 模具的装配顺序 52
10.2组件的装配 52
10.2.1型芯和型腔与模板的装配 52
10.2.2 过盈配合零件的装配 53
10.2.3 斜滑块侧抽芯机构的装配 53
10.3 模具总装配 53
10.4 试模 55
10.4.1 试模的过程 55
10.4.2 试模时的注射工艺条件 56
10.5 试模时部分出现的缺陷、原因和调整方法 56
10.6 试模过程记录 58
结 论 59
参考资料 60
致 谢 61
附 录 62
箱型底座注塑模具设计图纸清单 62

53

第1章 绪论

1.1 选题的背景、目的及意义
塑料是以树脂为主要成分，添加一定数量和一定类型的助剂，在加工过程中能够形成流动的成型材料。塑料经过成型加工，可以制成具有特定形状又具有一定使用价值的塑料制品。由于塑料原料丰富、制造方便、加工容易、质地优良、轻巧耐用、用途广泛和投资效益显著，目前世界上的体积产量已经赶上和超过了钢铁，成为人类使用的主要材料。世界各国都非常重视塑料工业的发展，其低成本高效益为制造业带来了巨大的财富[1]。
大多数塑料制品的制造是靠模塑成型的。用模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点。塑料模具的设计和制作水平，对塑料制品的成型质量具有至关重要的影响。从某种意义上来说，塑料市场的开拓、塑料制品的优劣主要取决于模具质量。
塑料的成型方法很多，主要有注射成型、挤出成型、中空成型、压缩成型、压缩成型、压注成型和固相成型。到目前为止，塑料注塑成型仍是塑料加工的最主要方法之一，世界上塑料成型模具产量中半数以上是注射模具。注射模亦称注塑模，其成型原理是：将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。
1.2 国内外塑料模具的发展状况及已有的研究成果
随着塑料工业的发展和进步，人们对注射制件的要求越来越高。如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度和使用范围，一直是塑料行业孜孜以来的目标。近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新工艺和新结构层出不穷，有热固性塑料注射模、无流道成型、新型冷却系统、气体辅助成型以及注射模计算机辅助设计（CAD）、辅助工程（CAE）与辅助制造（CAM）。
在20世纪60年代以前，热固性塑料制件一直是用压缩和压注方法成型，其工艺周期长、生产效率低、劳动强度大、模具易损坏、成本较高。进入20世纪60年代后，热固性塑料注射成型得到迅速发展，压缩成型工艺在欧、美、日等先进工业国家已逐渐被注射工艺所取代。日本在这方面成绩最显著，目前85%以上的热固性塑料制件都是以注射成型方法获得的。中国虽然自20世纪70年代久开始推广应用热固性塑料注射成型工艺，但发展缓慢，目前只有3%-4%的热固性塑料制件采用了注射成型方法。其主要原因是用于热固性塑料注射成型的原料需要具有特殊的工艺性能（流动与固化的特殊要求），在这方面我国还存在着一定的差距。注射模CAD/CAE/CAM技术已成为当今世界热门的研究课题。其主要标志为分散、零星的研究迅速发展为集中、系统的研制和开发，一些研究成果很快地转化为促进模具行业进步的生产力。1978年澳大利亚的Moldflow公司率先推出商品化的二维流动模拟软件，在生产中发挥了作用。在以后的短短十余年间，国际软件市场便涌现出许多注射模CAD/CAE/CAM商品化软件，如美国AC-Tech公司的注射模CAE软件C-MOLD，它包括了流动、保压、冷却、翘曲分析等程序。该公司的软件具有较高的水平和可信赖性。德国Aachen大学IKV研究所的CADMOULD软件，包括模具结构设计、模具强度与刚度分析、流动模拟及冷却分析等程序[1]。
现在国外一些著名的商品化三维造型软件都带有独立的注射模设计模块,如美国PTC公司的Pro/E、UGS公司的UG-II、SDRC公司的I-DEAS系统。这三个CAD/CAM系统目前在塑料模具工业中的应用最为广泛。此外还有美国CV公司的CADDS系统、法国MATRA公司的EUCLID系统、法国 DASSAULT公司的CATIA系统、英国DELCAM公司的DUCT系统、日本造船信息系统株式会社的Space-E系统和日本UNISYS株式会社的CADCEUS系统等都各具特色,拥有各自的用户群。
1.3 本设计基本设计思路及方法[2]
本设计的基本设计思路是利用三维参数化设计软件GU进行箱型底座的三维造型、分模设计、装配设计和冷却系统设计等，从而完成整套模具的结构设计。在具体方法上，采用GU的工程图模块快捷地将三维图直接转化成二维CAD图，并利用Auto CAD迅速地实现图形的国标化，从而减轻工作的强度，缩短模具的设计周期，提高效率。此外，本设计采用Moldflow公司的专业模流分析软件Moldflow Part Insight（MPI），对所设计的实体进行模料的流动分析。通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟，有效预测和显示了熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，以便有效确定浇口最佳位置和数目，以及最优化的浇注系统布局和工艺条件。
1.4 本设计预期结果和意义
通过本次毕业设计，拟达到以下成果：
（1）通过本次设计的过程，了解塑料与成型加工有关的各种性质、塑料制件的结构分析及其工艺性，为学习认识其性质和塑料的成型工艺性与模具的设计打下基础。
（2）了解注射成型工艺及模具设计的过程，熟悉模具的结构及特点，熟悉模具设计的基本方法和步骤，熟悉有关注射模具的相关设备，并能正确选用。
（3）熟练应用计算机绘图软件Auto CAD、GU以及专业模流分析软件Moldfolw等进行设计工作，掌握相关资料、手册、标准的收集与整理，并熟悉资料及数据的查询方法。
（4）通过设计过程，进一步巩固所学专业基础知识，并能够理论结合实践，提高专业技术能力和水平，为以后踏上工作岗位积累经验和方法。
毕业设计是大学阶段最后一个教学环节，通过毕业设计既可以巩固我们在本阶段学习的理论知识，培养我们运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能力，又可以使我们初步掌握科学研究的基本方法和撰写符合规范要求的专业技术文件的能力。搞好毕业设计工作，对培养我们的实践能力、创新能力和创业能力，对于全面提高教学质量具有重要的现实意义。

第2章 塑料工艺性及成型工艺条件分析

2.1 塑件结构工艺性分析
2.1.1塑件结构分析
该底座是某个工件的一个配合件，因此在配合处有尺寸精度的要求，为了方便成型，转角处用圆角过渡，而且塑件外表面要求光滑平正，不得又扭曲、飞边、气泡、银丝及明显的的痕迹等缺陷。塑件上由于是四面都有内凸起，采用斜滑块进行成型，内孔用外抽芯成型，整体而言，该塑件在结构上是比较简单的，因此采用注塑成型在工艺上是可行的的。具体尺寸见零件图。
2.1.2塑件工艺分析
为了保证塑件的成型质量，需要确定合理的注塑成型工艺。本设计中，初步确定浇注系统采用多点进料，浇口的位置开在中心推杆上，这并不影响底部平整，四个侧孔采用斜导柱进行抽芯，内部四个凸起采用哈夫块进行成型。塑件顶出采用推杆机构推出。
脱模斜度主要是为了便于脱模。脱模斜度的大小与塑件的形状、脱模方向的长度，塑件的表面质量有密切关系。热塑件塑料在脱模是又很大的弹性的，即使在较小的脱模斜度也能顺利脱模，但是为了减少脱模阻力，一般在产品没有要求的形状处采用较大的脱模斜度，本设计中，采用1°的脱模斜度。
塑料的性质不同，所必须的脱模斜度也不同，其选用的一般规律为：
1.硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，如热固性塑料的脱模斜度应大于热塑性
2.塑件得壁厚大时，成型收缩大，脱模斜度要大，
3.形状复杂的部分要比形状简单的部分需要大的脱模斜度
4.型腔的深沟槽部分—如加强筋、突胶，需要较大的脱模斜度。一般为3~5°。
本模具采用ABS材料进行生产，查文献[1]表3-4塑料常用塑料脱模斜度的，型芯的脱模斜度为35'~1°，型腔的脱模斜度为：40'~1°20'。由产品图技术要求可知道未注脱模斜度为30′~1°。所以统一采用1°的脱模斜度。
2.2材料的成型工艺性
2.2.1苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的基本性能
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的综合性能较好，冲击韧性、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可做双色成型塑件，且表面可镀铬。缺点是不耐有机溶剂，耐气候性差，在紫外线下容易老化。其密度为1.02～1.16g/cm3，拉伸弹性模量为2900。收缩率为0.5～0.7%，压缩比是1.8～2.0，与钢的摩擦因数是0.21。
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物用途很广，在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用ABS制造汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒，挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等；ABS还可用来制造水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴、电话机壳体、收录机壳体、打字机键盘、电冰箱、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等[3]。
2.2.2原材料的预热干燥
ABS具有吸湿性，为了保证制件质量，成型前，必须对原料充分干燥。干燥方法可采用在料斗式干燥器中干燥（温度70～85℃，时间2 h）；这种方法不仅能使干燥设备与注塑机相连，简化生产工序，而且还可防止吸湿性塑料再次吸湿。干燥后水分含量应不大于0.1%。
2.2.3材料的注射成型工艺参数
制定制件的注射工艺规程时，除需要根据塑料品种选择好恰当的工艺参数外，还必须依据制件的生产纲领、形状结构、几何尺寸、体积（或质量）大小以及模腔数量等恰当地选择注射机型，使机型的规格和性能参数能与注射工艺参数得到最佳匹配。这样才能在保证制件质量的前提下，获得最低的能源和原材料消耗以及最高的生产效率和经济效益[4]。
表2.1 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物的注射工艺参数[1]
注射机类型
螺杆式
螺杆转速／（r/min）
30～60
喷嘴
形式
直通式
温度/℃
180～190
机筒温度/℃
前段
200～210
中段
210～230
后段
180～200
模具温度/℃
50～80
注射压力/MPa
70～90
保压力/MPa
50～70
注射时间/s
3～5
保压时间/s
15～30
冷却时间/s
15～30
成型周期/s
40～70

第3章 塑件成型工艺和设备的选择与校核

3.1利用Moldflow进行模料流动性分析
对于注塑成型工艺而言，最重要的要素是控制塑料在模具中的流动方式。制品的许多缺陷，如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等，都与塑料在模具中的流动方式密切相关。Moldflow通过对熔体在模具中的流动行为进行模拟，能够准确预测出熔体的填充、保压、冷却情况，制品中的应力分布、分子和纤维取向分布，以及制品的收缩和翘曲变形等情况，可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率。因此，本模具设计过程采用Moldflow进行优化设计。
3.1.1模拟结果
本模具是一模一腔的，采用中间进料。可以用简单的点浇口作为浇注系统，进行填充过程的模拟，可得到填充时间、填充压力、熔体的前沿温度、熔体温度在制件厚度方向的分布、熔体的流动速度、分子趋向、剪切速率及剪切应力、气穴及熔接痕位置等，并直观地反应在计算机屏幕上，从而帮助工艺人员找到产生的缺陷的原因 。图3.1是填充过程模拟得到的结果。

a. 填充时间 b. 填充保压转化点压力

c. 剪应力 d. 型芯分子趋向

e. 气泡 f. 注射点压力

g. 流动前沿温度 h. 熔接线
图3-1 模流分析结果
图3.1.a为填充时间分析的结果图示。填充时间是Fill和Flow分析中的一个重要结果。从分析可知，浇口填充时间还是比较快的。符合设计要求。图3.1.e气泡图中小圆圈的位置就是气穴的位置，从图中可以看出，大部分在分型面出，这样的分布有利于将气体从模腔中排出，否则就要写该浇口的位置等方法来改变困气的位置。而从图中可以看出不存在类似的问题，所以可以比较有效的防止制品出现气泡、焦痕等相关缺陷。图3.1.h熔接线，它与塑件的造型和注射条件有关，入中的熔接线不多，不影响注射质量。
通过对Moldflow填充结果的分析，得到了一系列该塑件的成型数据，有利于后面模具的设计。
3.2 成型设备的选择
经Pro/E测量制品的体积为：
V = 57790.563 即约57.79。
由于ABS的密度范围为：
=1.02～1.16g/
=1.09 g/
经计算质量为：
=57.79cm³×1.09 g/=62.99g
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(厘米³)表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其校核公式为：
(3.1)
式中 ——塑件与浇注系统的体积()；
——注射机注射容量()；
0.8——最大注射容量利用系数。
浇注系统凝料体积经过pro/E分析是1.38
=57.79+1.38=59.17
那么，注射机的标称注射量
≥/0.8
=59.17/0.8
=73.96（）
经查文献[4]表3-17部分国产注射机技术规格和文献[5]表13-2，初步预选用国产注射机XS-ZY-250型，该注射机一次最大注射量可达到250 ，锁模力可达到1800，注射压力达130，最大成型面积可达到500，模板行程可达到500。注射机的其他参数见表3.1。
表3.1 注射机的主要技术参数[4]
一次注射量（）
250
注射压力()
120
注射方式
螺杆式
螺杆直径（）
50
注射行程（）
160
锁模力（）
1800
注射时间（s）
2
最大成型面积（）
500
螺杆转速（r/min）
25、31、39、58、32、89
液压泵
流量（L/min）
100、12、6.5
压力()
6.5
合模方式
液压-机械
模具最大厚度（）
350
模板行程（）
500
最小模具厚度（）
200
拉杆尺寸（）
448×370
动、定模固定板尺寸（）
598×520
推出形式
中心及两侧
螺杆驱动功率（）
5.5
电动机功率（）
18.5
加热功率（）
9.83
喷嘴球径（）
R18
喷嘴口孔径（）
Ф4
机器外形
尺寸（）
4700×1000×1815
定位圈直径（）
100
3.3注射机的校核
3.3.1最大注射量的校核[6]
为了保证正常的注射成型，塑料制品连同流道内的凝料及毛边在内的重量一般不应超过注射机额定最大注射量的80%。注射机额定最大注射量通常是用聚苯乙烯来标定的（其在常温下的密度为1.05 g/,与一单位相近）。由于各种塑料的密度不同，在使用其他塑料时，应按下式对注射机的最大注射量（g）进行换算：
（3.2）
式中，G为注射机的最大注射容量（g），ρ1 为所用塑料在常温下的密度（g/）；
ρ2 为聚苯乙烯在常温下的密度（1.05 g/）。
则：
=250×（1.09÷1.05）
=259.52 (g)
×80% =259.52×80%
= 207.616>73.96
由此可知，该型号的注射机的一次注射量能满足要求。
3.3.2注射压力的校核[1]
注射压力的校核是检验注射机的最大注射压力的能否满足制品成型的需要。只有在注射机的额定注射压力范围内才能调整出某一制品所需的注射压力，因此，注射机的最大注射压力要大于成型该制品所需的最大注射压力。
制品成型时所需的注射压力一般很难确定，它与塑料品种、注射机类型、喷嘴形式、制品形状的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在确定制品成型所需的注射压力时可利用类比法或参考各种塑料的注射成型工艺参数等，一般制品的成型注射压力在70MPa至150MPa的范围内，即：
≤
式中，P成 为塑料成型时所需的注射压力；
P注为注射机的额定注射压力。
由前述可知 =70～90, =130；显然有
=70～90MPa≤ =130
因此，该注射机的注射压力满足要求。
3.3.3锁模力的校核[4]
当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，其大小等于制品与浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和乘以型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应小于注射机的额定锁模力T合，否则在注射成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象，即：
≤
式中，T为塑料熔体沿注射机轴向的推力，T合 为锁模力。
经Pro\E分析，制品与流道在分型面上的垂直投影面积共有
S≈100
由文献[4]表2-2“ 常用塑料注射成型时型腔平均压力”选用ABS的平均型腔压力是
P=35
因此，塑料熔体沿注射机轴向的推力为
(3.3)
= 100 ×10-4× 35×106
= 350（kN）≤ =1800（）
由此可见，锁模力能满足要求。
3.3.4安装部分的校核[1]
为了使注塑模能够顺利地安装在注射机上并生产出合格的产品，在设计模具时必须校核注射机上与模具安装有关的尺寸，因为不同型号和规格的注射机，其安装模具部分的形状和尺寸各不相同。一般情况下设计模具时应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。
3.3.4.1喷嘴尺寸
注射机喷嘴头部的球面半径R1应与模具的主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压塑料熔体从缝隙处溢出。一般应比大1～2，否则主流道内的塑料凝料将无法脱出。本注射机的=18,而=20，故属于正确的配合。
3.3.4.2定位环尺寸[4]
定位环是使浇口套和注射机喷嘴孔对准定位所用。为了使主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上凸出的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈松动的间隙配合。定位圈直径D为与注射机定位孔配合直径，应按选用注射机的定位孔直径确定，定位环与注射机定模固定板定位孔相配合，配合精度为H11/h11，以便于装模。定位圈用内六角螺钉固定在定模座上。
3.3.4.3最大、最小模具厚度[4]
在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。同时应校核模具的外形尺寸，使得模具可从注射机的拉杆之间装入。本设计所选用的注射机的最大模厚为350，最小模厚为200，设计的模具厚度为293，满足要求。
3.3.4.4开模行程[4]
模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程校核。
由于选择的注射机型号为XS―ZY―250型，是液压-机械合模机构，其最大开模行程是肘杆机构的最大行程决定的，不受模具厚度影响，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。故校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即
≥ (3.4)
本注塑模具为二板模，有侧向抽芯机构，且模具的侧向分型抽芯是由开模动作实现的。设为完成侧向抽芯距离，所需的开模行程为，而此时的最大开模行程与模厚无关，其校核按下述两种情况进行：
当≥ 时，取
≥+（5～10） (3.5)
当≤ 时，取
≥+（5～10） (3.6)
式中： ：注射机最大开模行程，
： 塑件脱模所需顶出的距离，
： 塑件高度（包括浇注系统凝料），
： 侧向抽芯所需的开模行程，
根据产品结构知道=80， 经过分析开模顺序后，设定=25，初步估计为42，因此显然有：
=42≤=25+80=105
故采用式（3.6）进行校核，于是有：
=500≥+（5~10）=25+80+10=115
显然满足要求。
第4章 注射模的结构设计

4.1注射模的结构分析
根据底座的结构特性和外观要求，设计的模具结构类型为带侧向分型抽芯机构的单分型面注射模。模具由定模和定模两大部分组成，动模安装在注射机的移动模板上，定模安装在注射机的固定板上。在注射成型时动模和定模闭合构成浇注系统和型腔。开模时动模与定模分离以便取出塑料制品。
由于本设计中的塑件上有侧孔，需在模具内设置侧向抽芯机构。成型部件由型芯、哈夫块和凹模组成，型芯、哈夫块形成制品的内表面形状，凹模形成制件的外表面形状。
为了确保动模与定模合模时能准确对中，在模具中必须设置导向部件。在该模具中，在定模腔板和支承板之间以及支承板和推板之间分别设置四根导柱。导柱分别固定在定模腔板和动模座板上面。在型芯固定板上设置四个导套。在开模过程中，需要有推出机构将塑件及其流道内的凝料推出。该模具中设置8根推杆它们是固定在四组哈夫块上的，利用推杆导柱中的弹簧力复位。
为了使模具温度满足注射工艺的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料模具，主要是设计冷却系统使模具冷却。冷却的办法是在模具内开设冷却水流道，利用循环流动的冷却水带走模具的热量。由于塑件体积不大，排气量不大，可以直接用分型面之间的缝隙排气，而且推杆或型芯与模具配合间隙也可起到排气的作用。所以不用单独设计排气系统。
该塑件的长度为100，宽度也是100都是一样的的，在标准模架里没有相近的尺寸可选用，因此参照标准模架，初步设计定模型腔板的的厚度是50mm，动模固定板的厚度是63mm。垫块的高度选择是80mm。具体尺寸见零件图和装配图。
根据该箱型底座结构特性与外观要求，模具的类型最好选用分流式浇口的二板式注塑模或热流道注塑模；这里采用二板式普通浇注系统注塑模。因为塑件有4个侧孔，需要使用侧抽芯机构。二板式模具由三个主要部分，在模具打开时形成一个分型面。塑件在动模板和定模板的分界中成型，而侧抽芯机构是通过动模板和定模的开模动作完成的，浇注系统里的凝料由顺序脱模机构带动使中心推杆和定模座分离，则凝料自动脱落。该种模具一大特点是使用分流式浇口成型，由于中心推杆头部设有一圆锥体，起到分流作用，使得流道的拐角变得更加流畅，分流锥除了起到分流作用外，还是塑件内孔的型芯。组成模具的三个主要部分是：
1、中心推杆用于流道的凝料的脱落，它和模具的动模座板相连接。
2、定模板是型腔板、浇道和浇口板，它处于另两部分之间。
3、动模板是型芯固定板，它固定于注塑机的动板上。
此类型模具的浇注系统和塑件常在定模板部分和动模部分之间。型腔开设在定模板部分，而浇口也是开设在定模板部分，有时候流道和浇口用镶拼方式开在浮动部分，而本模具采用整体式机构。
开模时，模具直接从动模板与定模板之间的表面分型。由于中心推杆的勾料作用，流道凝料滞留在动模板一边；随着开模动作的深入，动模板继续运动，推出机构将塑件推出，最后取出塑件。
4.2制品成型位置及分型面的选择
4.2.1制品成型位置及分型面的选择原则
由塑料制品的分析可知：脱模时要让制品滞留在动模一侧，由于塑料的收缩而产生阻力，因此应将以分型面为界凸模部分放在动模部分，将凹模部分较放在定模部分。具体的选择根据是脱模力来选择的，这一点见后面的脱模力的计算。
在注塑过程中，打开模具用于取出塑件或浇注系统凝料的面，通称为分型面。常见的取出塑件的主分型面与开模方向垂直，分型面大多是平面，也又倾斜面、曲面或台阶面。分型面是决定模具机构形式的重要因素，它与模具的整体机构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射设计的一个关键。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的机构工艺性及精度、嵌件位置、形式以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此，在选择分型面时应遵循以下原则[1]：
1、符合塑件脱模，为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断面尺寸最大的部位。这是一条最根本的原则。
2、分型面的数目及形状，通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下才采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及脱模方便为原则。
3、型腔方位的确定，在决定型腔（塑件）在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹，以避免采用较复杂的模具结构。
4、确保塑件质量，分型面不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量，将塑件要求同轴度的部分全部放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度，要考虑，减小脱模斜度造成塑件大小端的尺寸差异要求等。
5、有利于塑件的脱模，由于模具脱模机构通常设置在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。
6、考虑侧向轴拔距，一般机械式分型抽芯机构的侧向抽拔距都较小，因此，选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合方向上，而将短抽拔距作为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。
7、锁紧模具的要求，侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积较小的方向作为侧向分型面。
8、有利于排气，当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑件熔体的流动末端，以利于排气。
9、模具零件易加工，选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。
4.2.2模具分型方案的分析与确定
根据前面提及的的模具分型原则，现对本模具的分型方案进行比较分析，以便最终确定最合理的方案。
1、方案Ⅰ

图4.1
2、方案Ⅱ

图4.2
3、方案Ⅲ

图4.3
由于塑件的特殊结构，分析的可有以上三种分型方式，通过比较和以上的模流分析，我采用的是方案Ⅱ。
4.3模具型腔数目的确定
最经济模腔数的确定实质上是注塑件生产成本的经济核算。由于本塑件的长度和宽度都不是很大，且该塑件中心有个圆孔。为提高生产效率以降低生产成本，故采用一模一腔腔的方法成型。现按注射机的最大注射量确定型腔具体的数目。看其是否符合我的设计要求。
查文献[1]7-1
≤ （4.1）
=（0.8×250-1.38）/57.79
≈3.4
式中， ：为注射机的最大注射量，, =250；
：为单个制品的容积，，由前面计算知道=57.79；
：为浇注系统的凝料量，，初步估计=1.38。
由计算结果可知道，设想是合理的；由于制品特殊性，则该模具采取一模一腔[1]。
4.4浇注系统的设计
4.4.1浇注系统设计的基本原则
注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑件熔体的流动通道，或在此通道内冷凝的固体塑料。其作用是将熔融的塑料由注射机嘴引向闭合的模腔。浇注系统分为普通（冷）流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。普通流道浇注系统一般有主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。
浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。浇注系统设计时，一般应遵守如下基本原则[8]：
1、保证制品的外观质量。任何浇口都会在制品的表面留下痕迹，从而影响其表面质量。为了不影响产品外观，应尽量将浇口设置于制品的隐蔽部位。若无法做到，则应使浇口容易切除，切除后在制品上留下的痕迹最小。
2、保证制品的内部质量。
①浇口的形式和数量要选择合理，保证塑料熔体迅速填充型腔，减少眼里与热量的损失，是制品内部组织细密。
②浇注系统设计时应防止制品出现充填不足、缩痕、飞边、熔接痕位置不理想、残余应力、翘曲变形、收缩不均、蛇纹、抽丝、树脂降解等缺陷。
③浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出，避免制品内部形成气泡。
④浇注系统应能收集温度较低的冷料，防止其进入型腔，影响制品质量。
⑤尽可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔，是各腔收缩率均匀一致，提高塑件的尺寸精度，保证其装配的互换性。
3、阻力最小。流道设计要尽量短，并尽量减少折弯，流道截面积要尽量合理，宜小不宜大。原因是：
①小了加大简单，大了减小很难；
②减少了由于流道产生的废料比例，可以提高模具的经济效益；
③熔体可以再最快的时间内填满型腔，以缩短成型周期，提高模具的劳动生产率；
④浇注系统内的空气少，减轻了模具的排气负担；
⑤熔体在流道内的温度和压力损失小，容易保证制品的成型质量。
4、不影响自动化生产。若模具要采用自动化生产，则浇注系统凝料应能自动脱落。
4.4.2流道的设计
4.4.2.1主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道