塑料叉子注塑模模具设计.doc

本科生毕业设计论文本科生毕业设计论文 中文题目中文题目 塑料叉子注塑模模具设计 英文题目英文题目 More than a mold cavity fork injection mold 学生姓名学生姓名 谢志敏 班级班级 学号学号 学学 院院 电子信息与机电工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化 指导教师指导教师 郑觉清 职称职称 讲师 肇庆学院 本科生毕业设计（论文）声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在肇庆学院学习期间，在指导教师指导下独立完毕，内容真实可靠，无抄袭、抄袭等学术道德不端行为，除文中已经注明引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。同时，本人完全了解并乐意遵守肇庆学院有关保存、使用毕业论文（设计）的规定，其中涉及：1.学院有权保管并向有关部门递交毕业设计（论文）的原件、复印件和电子文献。2.学院可以采用影印、缩印、电子文献或其他复制方式保存毕业设计（论文）。3.学院可以以学术交流为目的，赠送和互换毕业设计（论文）。4.学院可以允许毕业设计（论文）被查阅或借阅。5.学院可以按著作权法的规定公布毕业设计（论文）的部分内容或所有内容保密毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。6.除另有科研协议或其他法律文书制约，本文的科研成果属于肇庆学院。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者署名：日 期：年 月 日 本科生毕业论文（设计论文）本科生毕业论文（设计论文）署名页署名页 学 生 署 名学 生 署 名 年 月 日 指导教师署名指导教师署名 年 月 日 评阅教师署名评阅教师署名 年 月 日 摘要 塑料制品由于由于具有非常好的强度、很低的噪音、使用的惯性比较小、抵抗腐蚀的能力强等优点，被人们广泛应用到汽车、仪器仪表、电器和通讯等各类的产品中，甚至由于其质量稳定可靠等优点进而取代了金属制品，在生产和平常生活中都发挥着重要的作用。因此，本文对餐叉的注塑模具的研究设计意义也是来自于注塑模在平常生活中的应用。本文在分析了餐叉注塑模具的结构工艺性及其材料的成型工艺性的基础上，完毕了餐叉一模多穴的注塑模具设计。该模具采用点浇口的平衡式浇注系统，通过双分型面可以实现浇注系统凝料的自动脱落，以适应自动化生产。本模具的重要设计内容有：通过估算理论注塑量选择注塑机、根据制品的结构特点选择分型面和模架类型、模具工作尺寸的计算、模具导向机构与冷却系统的设计等。最后对相关模具参数进行校核，保证模具方案的可行性。此外，在设计过程中，通过 UG 的模具设计模块，大大简化了型芯、型腔的设计过程，同时使模具设计变得更直观。关键词：塑料餐叉；注塑模具；单分型面；UG Abstract Plastic products because of has very good strength,low noise,using the inertia is small,and the advantages of corrosion resistance ability strong,has been widely applied to automobiles,instruments and meters,electrical and communications and other kinds of products,even because of its quality is stable and reliable,in turn,to replace the metal products,both in production and daily life play an important role.Therefore,the research in this paper,the fork of the injection mold design also means from the application in the daily life of injection moulds.Based on the analysis of the fork of injection mold of molding process and material molding process,on the basis of completed fork more than a mold cavity injection mold design.The balance of the mould adopts the point gate type gating system,with double parting surface can realize automatic pouring system setting material loss,so as to adapt to automation production.The mold of the main design content includes:injection molding machine,through injection quantity estimation theory selection according to the structural characteristics of products in the selection of parting surface and mold frame type,mold working size calculation,die guide mechanism and cooling system design,etc.Finally,the related mould parameters,to ensure the feasibility of the mould plan.In addition,in the design process,through UG mold design module,greatly simplifies the design process of core and cavity,at the same time make mold design more intuitive.Key words:double plastic gear;Injection mould;Double parting surface.UG 目录目录 第 1 章 绪论.0 1.1 模具工业在世界现代工业生产中的地位.0 1.2 我国塑料模具的发展现状及趋势.0 1.2.1 塑料模具的发展现状.0 1.2.2 塑料模具的发展趋势.3 第 2 章 塑件的工艺性分析.3 2.1 塑件的结构工艺性分析.3 2.2 注塑件的原材料选择及其特性分析.4 2.2.1 ABS 的材料特性.4 2.2.2 成型设备注塑机的选取.6 2.2.3 模具成型设备的选取.7 2.2.4 塑件成型工艺参数的拟定.8 3.1 型腔数量及分布方式.9 3.2 选定塑件的分型面.9 3.3 模架的选择.11 第 4 章 浇注系统与排气系统的设计.12 4.1 设计和拟定浇注系统.12 4.2 主流道设计.13 4.4 分流道的设计.16 4.5 浇口的设计.17 4.6 冷却系统设计.18 4.7 气系统的设计.18 第 5 章 成型零部件的设计.21 5.1 成型零件的结构设计.21 5.2 成型零件工作尺寸的计算.23 第 6 章 模具其他机构的设计.26 6.1 合模导向机构的设计.26 6.2 导柱结构设计.26 6.3 导套结构设计.27 6.4 推出机构的设计.27 6.5 模力的计算.28 6.6 推杆的结构形式.28 6.7 推杆位置的布置规定.29 第 7 章 相关尺寸参数的校核.31 7.1 注塑机的校核.31 7.2 安装尺寸的校核.32 7.3 开模行程的校核.33 第 8 章 模具总装配图.35 结论 参考文献 致谢 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 模具工业在世界现代工业生产中的地模具工业在世界现代工业生产中的地位位 模具工业在现代工业中的地位是不容忽视的，不仅有着“不衰亡工业”之称，同时也是工业发展的基础，是国民经济的重要组成部分，更是国际公认的关键工业。在美国，模具工业被认为是美国发展其他工业的基础工业；模具在日本被视为“进人富裕社会的原动力”；欧洲一些发达国家则把模具工业称为“磁力工业”。采用模具进行零部件的生产与制造，不仅能使制造的产品具有很好的质量和使用性能，同时大大提高了生产效率，减少了生产成本，正是这些特点使得模具被广泛应用于工农业中产品零部件的生产与制造，成为现代工业生产的基础工艺装备。随着社会的不断发展，各行各业中对通过模具成形的产品需求量也日益增长，据记录，通过模具成型，可以完毕汽车、电子、电器等产品中 60%80%的零部件的生产制造1。模具对一个国家的经济和社会发展所起的促进作用将越来越明显，其技术水平的高低在很大限度上可以反映出一个国家的制造业水平。1.2 我国塑料模具的发展现状及趋势我国塑料模具的发展现状及趋势 1.2.1 塑料模具的发展现状塑料模具的发展现状 （1）模具的发展现状 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含义，正日益为人们理解和掌握。当塑料近几日及其成型设备拟定之后，影响塑件质量及生产效益的因素，模具约占 80%，大型塑料膜的设计技术与制造水平，标志着一个国家工业化的发展限度。近年来，我国塑料的制造水平已有了比较大的提高，在大型的塑料的模具生产已经是可以单套的重量生产达成 60t 的模具了，而更加精密的注塑模具精度规定已经达成0.0005mm 级别。使得制品的精度规定非常高的模具都可以成功地生产出来，在多腔塑料模具的生产中可以产出一模 8000 腔的塑封模具；然而在高速模具生产方面已能生产出挤出的速度过到 8m/min 以上的高速度塑料模具；而在生产的手段上，模具生产的公司已经在设备的数控化速率和挤出模具商品化效率都有了比较大的提高，热流道模具的生产在模具生产的比例上也有了很大的提高。此外，三资公司如今的快速发展也进一步地提高了塑料模具的设计水平的效率，有的公司现在已经是实现了信息化的管理以及全数字化的无图纸制造模式。在当今中国的塑料模具设计制造生产水平无论是在生产的数量还是在生产的质量、技术和能力等方面都已经拥有了非常大的进步，但是这与国民的经济的发展的需求以及当今世界的先进水平相比，还是存在相对比较在差距。比如在复杂、精密和大型尚有长寿命的中档或高档塑料模具中，每年都是需要非常大进口量。在高端的模具产品供不应求同时，那些低端的塑料模具的生产却又是供过于求的现象，并且市场的竞争还异常的剧烈，其中的一些在设计的技术性规定不高的塑料模具中也有越发出现供过于求的现象。（2）塑料模具工业和此后的重要发展方向 通过近几年的发展，塑料模具的开发、创新和公司管理等方面已显出一些新的发展趋势，现综合如下：1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位，规定模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发（这需要有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行），变被动为积极。目前，电视机和显示吕外壳、空调器外壳、么托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具也开始尝试。青岛海尔模具公司等公司的“你给我一个概念，我还你一产品”的一站式服务模式以及浙江 陶氏模具集团有限公司等积极开发的办法已被越来越多的公司所接受，这也是此后的一种发展趋势。3）随着模具生产公司的设计和加工水平提高的，模具的生产人和制造工艺正在由过去钳工技艺低端水平逐渐转变成为依靠高端技术发展方向。因此模具的发展将进入一个高新级技术工业水平，可以说模具是一种工艺产品被模具已经是一个高新的技术型工业产品的观念所替代。模具正在从一个长期以来都是依靠手工技艺的行业而变成为一个依靠高端技术的行业。这将不仅仅是一种生产模式的转变，更加是一个产业的新改革。4）模具公司及模具生产正在向信息化发展。21 世纪，信息越来越多，信息技术越来越先进发达，信息也与人们的在生产中，生活中都相关。在当今的信息社会，模具作为一个高水平的现代化公司，单单只是 CAD/CAM 的应用已远远不够。目前诜我公司已采用 CAE/CIM/PRO E/MCAP/SRE/SERP/PKB/PD/CAT/EKB 等等先进制造技术和虚拟网络技术等都是信息化的变现。向信息化方向发展这一趋势已被模具 设计行业所共识。5)随着人类现供社会的不断进步和发展，模具设计一定会向着一个更广泛、更加高端水平发展，所以现在的我们必须得把握住机会去开拓模具市场，不断地去发现模具行业的新增长点，满足生产，达成利润水平和职工收入的提高。6）发达工业国家的模具正加速向我国转移，其表现形式为：一是迁厂，二是投资，三是采购，近年来这一趋向更加明显。我国的模具公司应抓住机遇，借用并学习外国的先进的技术，加快自己的发展步伐。模具工业与制造业的发展是互相影响、互相制约的，随着我国改革开放的不断推动与进一步，各行各业的蓬勃发展催生了大量新产品的出现，新产品的出现推动了制造业的发展，而模具产业的发展又促进了制造业的发展。另一方面，从航空航天、军事国防，到平常生活用品，随处可见塑料制品的存在，塑料制品的实用性在很大限度上促进了塑料模具工业的发展。近年来，我国的模具产业快速发展，模具销售额保持着约 20%的年增长速度。在数量上，我国已成为名副其实的模具生产大国，主营模具生产制造的厂家多达 5 万多家,模具的年生产总值已接近 1900 亿元人民币，而在整个模具行业中，塑料模具所占的比例约为 45%，塑料模具类型中占比重最大的是注射模具。从模具的销售额增长速度可以看出，我国的模具工业的整体水平在不断地提高。1.2.2 塑料塑料模具模具的发展趋势的发展趋势 从我国塑料模具的发展现状来看，在未来，塑料模具的发展将更多地体现在模具的总体质量而非数量上，具体发展趋势如下：（1）CAD/CAE/CAM 等现代模具设计技术的应用将更加广泛，更大型、更精密、更复杂、使用寿命更长的模具设计与制造将成为模具行业的重要发展方向；（2）提高模具标准化水平，加强模具标准件的应用，以提高模具标准化率；（3）发展快速成型模具制造技术；（4）技术集成化、设备精良化、生产高效化和自动化、产品品牌化、管理信息化已成为了模具生产公司的重要发展方向。第第 2 章章 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析 2.1 塑件的结构工艺性分析塑件的结构工艺性分析 塑件为用于平常生活中所用来叉食物所用的餐叉，整体结构比较简朴，餐叉的结构尺寸和相关参数见图 21 所示。图 21 塑件结构尺寸 2.2 注塑件的原材料选择及其特性分析注塑件的原材料选择及其特性分析 2.2.1 ABS 的材料的材料特性特性 （1）ABS，是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物，原料易行，低格低廉，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。ABS 无毒无味，为呈黄色不透明颗粒，成型的塑件有较好的光泽密度为 1.021.05g/cm2 1)ABS 的干燥：ABS 塑料的吸湿性能、对水分子的敏感限度都比较大，所以在加工前需要对制件的表面做好干燥工作以及预热，从而在减少塑件表面的缺陷。ABS塑料要控制水分在 0.13%以下或者是更小。注塑前的干燥条件是：冬季 在 7880度以下，干燥 24 小时，夏季雨水天在 8090 度以下，干燥 48 小时，假如制件的表面规定达成特别的光泽或都制件的自身的结构都是比较复杂，干燥时间更长，达 814 小时。最佳将机台的料斗进行改装成为热风式料斗干燥机器，这样能免已经干燥好了的 ABS 材料再度吸湿受潮，影响了加工的质量。2）注射温度：ABS 塑料注射温度与粘度关系和别的无定型的塑料在数化过程升高温度时，它的熔融其实减少非常小，但是一当达成了塑化的温度(比如温度的范围为 220250 度)，假如还要继续升高温度，则必将会导致耐热性能不高 ABS 的热降解性能变得粘度越来越大，会使得注塑的难度增长，使得制件在机械性能方面下降，因此，ABS 在注射时的温度虽然比聚苯乙烯等塑料的温度更要高，但却不可以象后都那样有很宽敞的升温变化范围。而在某些温度控制性能不良的注塑产品上，在生产 ABS 塑件达成一定的数量的时候，塑件的外表面会出现嵌有黄色的或者是褐色的焦化的细粒，并且也会很难再加入新的塑料来对空注射等方法来将其清除和排出来。查找其中的因素是由于 ABS 的塑料中具有丁二烯成分，因此当塑料的颗粒的比较高的温度下粘附在螺槽中的一些不容易冲刷的外表面，这样受到长时的高温度的作用，会导致降解尚有碳化。既然升高温度会对 ABS 的性能带来影响，则要对注塑机构的料筒的各段的炉温来进行限制。固然，不相同的类型和构成的 ABS 所合用的炉温都是不相同的。如柱塞式机，炉温维持在 180240 度；螺杆机，炉温维持在160250 度。特别值得提出的是，由于 ABS 的加工温度规定比较高，对各种工艺因素的变化也是非常敏感的。因此料筒前端以及喷嘴部分温度的控制非常重要。并且，这两个部分的一个微波的变化都将会在制件的外表面上反映出来。温度的变化越大则会有带熔接缝尚有泽不佳的你现象。3）注射压力：ABS 熔融制件的表面的粘度比聚苯乙烯或者是性能改变是的聚苯乙烯要高，因此在注射的时候应当采用较高的注射机压力。然而也并非是所有的ABS 制件都需要用到高压注塑，在一些结构简朴，小型并且厚度大的制品制件的注塑过程中可以用较低的注塑压力来完毕注塑。浇口封闭瞬间型腔内的压力的大小是通常都与制件的外表面质量有关。压力过大，塑料大，与型腔中的表面的脱离的接触的机率大，而当制件的表面压力过大的情况下，会使塑料与型腔的表面的摩擦的作用变得更加的强烈，非常易于粘模。4）注射速度：ABS 料采用中档的注射速率的效果会比较好。当注射的速度太快的时候会很容易烧坏或都解析出一些气体的氧化物，使制件上出现光泽差、熔接缝以及浇口附近塑料发红等缺陷。但是在模具生产薄壁和复杂的制件时，我们还是应当保证可以有足够高速的注射速率，以满足工作的规定。5）模具温度：ABS 的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为 8090 度，动模温度规定 5565 度。在构型复杂的、注射较大的、壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的相稳定，在制件取出后，可采用冷水浴、热水浴工其他机械定型法来补偿本来在型腔内冷固定型的时间。6）量料控制：一般注塑机注 ABS 塑料时，其每 次注射量仅达标准注射量的75%。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，规定注射量为标定注射量的 50%为宜。2.2.2 成型设备注塑机的选取成型设备注塑机的选取 由于本塑件的表面为不规则的表面，很伤心直接测量表面的尺寸来得到准确的表面积和体积，并且本次的设计是在 NX8.0 软件的环境下完毕的，所以采用 NX8建模环境中的“分析测量体”命令来拟定塑件的表面积和体积以及其他相关的尽寸。测量结果如下图 22 所示：由图可得一个塑件的体积为：V 塑件=2960mm3；则四个塑件的体积为：V 塑件=11840mm3。图 22 2.2.3 模具成模具成型设备的选取型设备的选取 注塑模具是安装在注射机上的，模具与注射机应当相配合，这会关系到制件的品质与及均匀性尚有成型周期。选取注塑机的时候，要保证制件的注射量始终都小于注射机所允许的最大注射量，按以往的生产的经验，制件注射量一般都不能超过注射机最大注射量 80%，并且采用小批量生产，本模具用一模四穴的注塑方式。查阅资料所得 ABS 的注射压力为 60100Mpa，选取 SZ-200/160 型注塑机。SZ-200/160型注塑机的相关参数如下：最大注射量：300cm3；注射压力：150Mpa；锁模力：1600KN；最大成型面积：645cm2；装模高度：250450cm；最大开模行程：380cm；喷嘴圆弧半径：12mm；喷嘴孔直径：4mm；拉杆间距：450mmx450mm。2.2.4 塑件成型工艺参数的拟定塑件成型工艺参数的拟定 查阅相关的手册得到 ABS（抗冲）塑件的成型工艺参数 密度：1.011.04g/cm；收缩率：0.3%0.8%；预热温度：8085C 预热时间 23h；料筒温度：后段 150170 度，中段 165180 度，前段 180200 度；喷嘴温度：170180 度；模具温度：5080 度；注射压力：80Mpa；成 型 时 间：注 射 时 间60s，保 压 时 间5s，冷 却 时 间90。第第 3 章章 模具结构形式的拟定模具结构形式的拟定 3.1 型腔数量及分布方式型腔数量及分布方式 塑件采用注塑成型生产，由于 ABS 比热容比较低，塑化效率很高，凝固也快，故成型周期比较短，表面的粘度对剪切速率的依赖性相对强些，因此在模具设计中大都采用点浇口形式。本塑料餐叉整体的外形为矩形，结构很简朴，并且已知塑件的表面积和体积，结合到塑件的生产效率和生产成本等方面的因素，采用一模四腔的模具型腔组合形式是非常附合生产规定的。但是在此外一方面，由于型腔的设计、制造、加工和生产等方面的工艺误差，使得每增长一个型腔，塑件的尺寸精度也会随之减少 5%左右，且采用的一模多穴的注塑方式会使模具的结构变得更加复杂，提高了模具的制造难度以及制导致本，故本设计只以一模四腔的结构形式，具体的型腔排布结构如图 31 所示：图 31 型腔布置图 3.2 选定塑件的分型面选定塑件的分型面 塑件分型面的选取应当保证塑件的质量规定，模具塑件的分型面指的是模具模芯部分的动模与定模的分界面，是在注塑成功后的开模时塑件与模具的分离面。选择出合理的分型面是模具设计的前提，合适分型面的选择将直接关系到模具的结构复杂限度和是否可以完好地成型，也会关系到塑件是否可以顺利地脱离开模具，选取模具的分型面应当可以满足制件在各方面的性能和制作规定，与此同时要尽也许地使到模具的结构变为简朴，从而减少模具在制造时的成本。选取模具分型面时应当注意下面几点：（1）应当保证使塑件在模芯分型面上的投影是塑件的最大投影轮廓；（2）模具的推出机构通常应有设计在动模，分型后，使塑件在开模后留在动模一侧，这样的可以方便模具脱模；（3）尽也许地避免侧向分型抽芯结构的出现，使人模具在分型的时候可以一交性地顺利取出制件，当不不能避免侧抽芯时应尽量使侧抽芯机构简朴；（4）塑件在分型面上的最大投影面应当与模具开模的方向垂直；（5）分型面的选择必须在保证不影响到制品的整体你外观和尺寸精度；（6）分型面的选择要考虑到如何为模具排气等方面的因素；（7）分型面的选择应在保证分模后塑件的结构的完整性和符合使用、工作规定的同时，尽最大也许地使模具的结构变得简朴，这样才有助于加工模具的简朴性规定。综合以上各方面的设计规定，本次餐叉注塑模具设计的塑件的分型面选取你如下图 32 所示：图 32 塑件分型面 3.3 模架的选择模架的选择 根据塑件规定你在模具分型面上的最大投影面积和模具的型腔的分布形式等各方面的因素来考虑，参考 GB/T12556-1990塑料注塑模中小型模架，初步选用FUTABA-S 型模架作为本次模具设计标准模架，结构如图 33 和 34 所示：图 33 标准模架 图 34 标准模架 第第 4 章章 浇注系统与排气系统的设计浇注系统与排气系统的设计 4.1 设计和拟定浇注系统设计和拟定浇注系统 塑料在受热变成熔体后，再受到注射机压力后从注塑机的喷嘴射出通过主流道、分流道、浇口，最后再进入到事先设计好的各个模具的型腔中，塑料熔体流经主流道、分流道、浇口等这些部件塑料模具的浇注系统。浇注系统的设计是注塑模具模芯设计部分中的一个至关重要的环节，它设计的合理不仅仅会影响到塑料制品的性能和外观，并且还与模具成型效率和塑料注塑时运用率有非常重量的关系。（1）浇注系统的重要作用：1）把塑料熔体从注塑机中输送到各个型腔中并且的排出型腔内的气体；2）注塑成型的这一段时间中，起到保压作用并保证制品注塑完整和得到形状均匀的制品。（2）设计浇注系统的原则：1）质量第一原则，浇口的设计应当方便注射和凝料以及易于塑件分离，尽也许设计在的精度规定相对低的位置；2）进料平衡原则，单型腔模具浇注系统设计中，浇口的位置离型腔的各个部位距离应当尽也许相等；多型腔模具中，应当使每一组分流道长度接近相等，这样才可以使熔体的到达的型腔的时间尽量相等，有助于塑件的冷却。3）周期最短原则，浇注系统的分流道尽量短，不要有弯曲，可以你选择设计圆弧过渡来实现转弯，尚有，要控制流道表面的粗糙度，并不是表面越光滑则越好，就是保持在 0.61.6m 的范围之间。4）体积最小原则，保持在一个合理的范围之内，要尽也许地缩短浇注系统的设计行程，使模具设计结构更加紧凑7。结全本次模具设计的结构，我采用了平衡式的浇注系统，使各分流道、浇口以及型腔等各部件的结构和尺寸都接近相同，保证塑料熔体都是以相同的压力和温度进入到各个型腔中，保证一次性注塑成功。4.2 主流道设计主流道设计 主流道是注塑模具塑料熔体的入口，高浊的塑料熔体从注塑机的喷嘴射出进入主流道，此时主流道是一个比较冷模具，正好可以成为模具注塑过程中的一个从热到冷的过渡通道，主流道设计具有比较高的规定，由于其形状结构以及尺寸的大小都会对塑料熔体的流动速度和填充时间甚至是塑件的注塑质量带来直接的影响。因此，对主流道的设计是非常关键和重要的。在实际的注塑生产过程中，主流道经常要与注塑机的喷嘴接触，并且主流道也是长时间处在一个由冷到热交替状态，很容易损坏。所以我将其设计成易于 拆装和更换的衬套型主流道，为了提高模具的寿命，选取材料为 T8A，热解决 以的硬度约 5357HRC。本次设计的主流道所图图 41 所示：（1）主流道部分尺寸 1）在塑件凝料完毕后，为了方便拔出塑件，必须设计一个拔模角度，此处的拔模角度设计为：=6；2）相同的，主流道的入料端口应当比注塑机的喷嘴大 0.51mm。图 41 主流道形式 4.3 定位圈的设计定位圈的设计 定位圈与注塑机模板固定中心的定位孔相配合，其作用是为了保证注塑机与主流道可以准确对中，保证进料的精确度，定位圈的设计如图 42 所示：图 42 定位圈设计 4.4 分流道的设计分流道的设计 分流道是指注塑模具中主流道出口端到浇口间的那一段通道，分流道的一个非常重要的作用是把进入到主流道塑料熔体平均地分派到各个型腔中。分流道的设计规定应当使塑料熔体在流入各个型腔中之前得到一个相对平滑的过渡阶段，达成一个相对均衡的状态，并且可以尽也许地减少塑料熔体在各个部位流动过程中的温度和注射压力的损失，缩短充模需要用的时间。（1）分流道截面形状的拟定 拟定适合的分流道的形状是设计分流道的重要设计内容，截面形状的不同会对塑料熔体的流动效率产生不相同的影响。当分流道的截面面积越大时，塑料熔体的流动阻力就会越小，但是另一方面，截面用周长变大会增长熔体的热量的损失。所以设计分流道的截面形状的时要同时兼顾到这两方面的因素，规定使塑料熔体的流动效率变得最大。4.54.5 浇口的设计浇口的设计 根据本次餐叉塑件产品的结构特点，本模具采用点浇口进料的形式，为发使塑料塑件各部分质量均匀，采用点式浇口。（1）浇口的结构形式 点浇口是一种在塑件制品中央开设的圆形限制性浇口，在各种壳类、盒类产品的注塑成型中应用较广泛；点浇口的优点是浇口位置可以根据产品的结构特点灵活地拟定，且浇口附近变形小，可以获得很好的塑件表面质量；其缺陷是浇口截面积小，流动阻力大，此外必须使用双分型面模具或热流道模具，费用较高。（2）浇口的尺寸计算 通过 NX8 建模环境中的“分析测量体”命令来得到塑件外表面积为：A=37852mm；并查阅相关的资料所得，点浇口表面积为：A=37852mm；长度为：d=5mm。（3）浇口位置的选择 浇口位置的设计的合理性对塑件的质量的好坏有非常重要的影响，并且模具的结构也会受到浇口位置的影响。在这方面我们设计浇口的时候应当综合各个方面的因素来考虑在哪个地方来设计浇口的位置。浇口位置的选择应注意以下几点：1）浇口的位置应当保证塑件熔体能尽快充满型腔的所有部位；2）浇口的位置一般会选择在塑件的壁厚最厚的地方，使注塑不会产生变形；3）浇口位置的选择要避开有机会产气愤体留滞的地方；4）浇口位置的选择应保证制品的表面的光滑性；5）浇口位置的选择应保证不影响制品使用性能的和外观。4.6 冷却系统设计冷却系统设计 在注塑模具注塑的过程中，注塑机通过高温把固体的塑料变成塑料熔体，然后再通过浇注系统流入到型腔当中。假如只等塑料熔体自然地冷却到常温状态然后再拔模取出塑件，这样速度必然会非常缓慢，是绝对满足不了高效率的加工规定的，所以必须设计相应冷却系统来帮助成型塑件的冷却，加快冷却的速度从而提高制件的注塑成型和拔模的效率。如图 43 所示为本模具的冷却系统：图 43 冷却系统 4.7 气系统的设计气系统的设计 在塑料熔体填充满型腔时，必须及时把模具中的气体排出来，其中涉及型腔和浇注系统中的空气，尚有塑料熔体在浇注过程中因温度的变化所产生分解气，此外，就是塑料熔体中夹带着的一些水分在高温下所蒸发出的水汽。模具中的气体假如排除不完，则会对塑件的质量产生非常坏影响，重要表现有：（1）在塑件的外表面形成熔接痕和流动痕，破坏了塑料制件的表面质量，同时使制品的使用性能和机械性能减少；（2）滞留的气体会使塑件的内部产气愤孔、组织疏松和填充缺料等缺陷；（3）滞留气体的体积会变成高温气流，灼伤塑料塑件的个表面；（4）滞留的气体会产生一个反方向的压力，使得熔体填充变得困难，减少了塑料熔体的充模速率，使的塑件的成型周期变长。因此，在模具设计的过程当中，排气系统的设计是至关重要的个环节，停滞气体假如排不出去则对注塑制品的质量产生不可逆的破坏，所以一定要考虑到系统气体排放的问题。困为本模具是小型模具，一般通过型腔和型芯尚有推杆之间的间隙就可以解决掉模具的排气问题，其间隙一般为 0.020.04mm。第第 5 章章 成型零部件的设计成型零部件的设计 成型零件是模具中用以拟定塑件几何形状和尺寸的零件，是模具设计的重要内容。在注塑成型过程中，成型零件要反复承受来自高温高压的塑料熔体的冲刷，在塑件脱模过程中，成型零件的表面还要承受与塑件的摩擦力。因此，设计成型零件时要同时考虑两方面的问题，第一方面是，成型零件的制造和加工精度要满足塑件的质量规定，第二方面是，成型零件应具有足够的强度、刚度和耐磨性。另一方面，成型零件的结构要便于加工和装配。5.1 成型零件的结构设计成型零件的结构设计 （1）型腔的结构设计 型腔是用来塑件成型外表面的重要零件，根据本塑料制件的结构特点，拟定型腔的形式设计为整体嵌入式，如图 51 所示：图 51 型腔设计 把型腔单独制造加工，再采用 H7/m6 的配合嵌入形式到动模板中，通过运用螺钉来固定。整体嵌入式凹模的优点是肯有强度高、和刚性好，不会使塑件在生产过程中产生接缝痕迹，同时，还可以节约成本。（2）型芯的结构设计 型芯的设计如下图 52 所示：图 52 型芯设计 5.2 成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸的计算 （1）拟定产品的收缩率 由于塑料材料自身具有热胀冷缩的性质，加上塑件成型工艺条件等因素的影响，塑料产品在冷却后会发生尺寸收缩现象，这一特性称为塑料的收缩性。塑料的收缩性会对塑料制品的精度、外观产生重要的影响，因此，在计算成型零件的工作尺寸时必须要考虑塑料的收率特性，选择合适的收缩率。本制品采用的材料了 ABS，查表得塑料制品壁厚在 15mm 时的收缩率为 0.5%1.0%，这里取其平均收缩率S=0.6%。（2）拟定塑件的尺寸公差等级 本塑件公差等级为 MT6。（3）拟定成型零件的工作尺寸 1）凹模的工作尺寸 a.径向尺寸 03(1)4SMSLS L （51）式中 SL塑件的最大基本尺寸，mm；塑件公差；S塑料平均收缩率，S=1.75%；S模具制造公差，取S=/3。b.深度尺寸 由于凹模的底面磨损很小，磨损裕量可忽略不计，取z=/3，有 02(1)3SMSHS H （52）式中 SH塑件的最大高度尺寸，其他参考径向尺寸参数。2）型芯、成型杆的工作尺寸 a.径向尺寸 03(1)4SMSLS L （53）式中各个参数定义参考凹模工作尺寸参数。b.高度尺寸 02(1)3SMSHS H （54）式中各个参数定义参考凹模工作尺寸参数。（4）由上可得型腔、型芯和成型杆的工作尺寸见表 51、表 52。表 51 型腔工作尺寸（单位：mm）塑件基本尺寸 计算公式 工作尺寸 径向尺寸 0.42038.7 03(1)4SMSLS L 0.14039.06 0.42036.9 0.14036.32 0.42034.65 0.14035.25 0.32019.8 0.11019.91 0.28018 0.009018.11 0.28016.5 0.11016.58 0.28015.75 0.11015.82 深度尺寸 0.1804 02(1)3SMSHS H 0.0603.95 表 52 型芯、成型杆工作尺寸（单位：mm）塑件基本尺寸 计算公式 工作尺寸 径向尺寸 00.3628.69 03(1)4SMSLS L 00.1229.46 00.209 00.079.31 高度尺寸 0.18020 02(1)3SMSHS H 00.0620.47 00.160.5 00.050.62 第第 6 章章 模具其他机模具其他机构的设计构的设计 6.1 合模导向机构的设计合模导向机构的设计 注塑模的导向机构重要用来动模和定模的在开模和合模的时个起到一个准拟定定位的作用，以此来防止模具塑件在开模与合模的过程中不会发生互相碰撞，保证了运动准确性或者是使得误差在允许的范围之内，以达成的塑件在质量规定和使用性能以及外观规定上规定。导向机构有导柱导向和锥面定位两大形式，导柱导向的应用广泛，而锥面定位则常用于一些大型的、深腔的和薄壁等制品的注塑成型模具中。由于本次塑件的尺寸比较小和结构简朴，所以采用导柱式的导向机构，导柱式导向机构重要主由导柱和导套组成。6.2 导柱结导柱结构设计构设计 导柱采用带头式导柱的结构形式，且在导柱与导套 的滑动部分增长设计 储油槽储存润滑油用于润滑作用；导柱的设计如图 211 所示：图 61 导柱设计 6.3 导套结构设计导套结构设计 导套的设计有直线导套和带头导套两种，通过查阅模具设计手册和模架的选择，拟定选用带头式导套。如图 62 所示：图 62 导套设计 6.4 推出机构的设计推出机构的设计 推出机构又被称作为脱模机构，模具在开模后通过推出机构把塑件和浇注系统凝料从模具流道板中顶出。本模具为点浇口式单分型面模具，塑件需通过一次分型就能脱模，故采用顺序脱模机构。推出机构的设计要遵循以下原则：（1）推出机构应当尽量设立在开模后塑件留在的那一边；（2）推出机构应保证在拔模的过程中对塑件的尺寸精度和外表面质量的尺寸精度和外观质量不会产生影响；（3）推出机构的设计应尽量简朴，同时还要可以保证推出动作的平稳性和可靠性。6.56.5 模力的计算模力的计算 由于塑料材料的热胀冷缩特性，高温的塑料熔体在成型冷却后，体积会收缩而产生一个对型芯的包紧力,即推出机构顶出塑件所需要克服的脱模力。可参考以下公式71 估算。(cossin)tFAp （61）式中 tF脱模力，N；A塑件所包容的型芯的表面积，2mm；p单位表面积上,塑件对型芯的的包紧力，MPa，大小因塑件的冷却方式的不同而有所差异，在模具内冷却的塑件的包紧力通常取 p=812MPa，模外冷却的塑件取 p=2439MPa；塑料的泊松比，查手册得 ABS 的泊松比=0.5；模具型芯的脱模斜度，1。计算得塑件的脱模力：145.829NtF 6.66.6 推杆的结构形式推杆的结构形式 由于本模具在开模后塑件留在定模一侧，且塑件的外形比较简朴，所以在模具分型过程中采用简朴推出机构就可以满足规定。推杆所选用的材料采用 4