1、江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：牙签盒塑料模具设计系 别： 机械与电子工程系 专 业： 模具设计与制造 学 号： 0911103208 姓 名： 高小敏 指导教师： 何玉林 2012 年 6 月 20 日I摘 要塑料模具是当今塑料工业生产中利用特定形状，通过一定的方式来成型塑料制品的一种工艺装备。模具设计与制造技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。本次设计的是牙签盖的注塑模具。属于日常生活用品，所用材料是当前应用较为广泛的热塑性塑料 ABS。它的生产批量为大批量生产，该产品有如下特点：（1）内部结构比较简单，但需要侧抽
2、芯；（2）表面比较光滑，表面粗糙度小，对模具型腔与型芯的精度要求较高。本次设计使用了当前比较流行的制图软件 AutoCAD 及模具设计软件 Pro/E 和 UG。此次设计的过程中查阅了大量的模具设计资料，通过牙签盖模具的设计与应用，同原有的设计方法相比，模具的应用提升了产品的质量，模具整体设计的思路和要求符合现代设计潮流和未来的发展方向。关键词： 塑料；模具；牙签盒；AutoCAD；Pro/E 。II目 录摘 要 I目 录 II1 概 述 11.1 塑料模具简介 11.2 我国塑料模具工业发展现状 11.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 31.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模
3、具的设计制造水平及比例 .31.3.2 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 .31.3.3 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率 42 注塑模的可行性分析 .52.1 制品分析 52.2 材料选择 52.3 质量计算与分析 72.4 确定成型方法 72.5 拟定制品成型工艺参数 73 拟定模具结构方案 .93.1 选择制品的分型面 93.2 型腔数目的确定 103.3 型腔的布置 113.4 注射机的选取 113.5 浇注系统的设计 133.5.1 主流道的设计 .13III3.5.2 冷料穴的设计 .143.5.3 分流道的设计 .153.5.4 浇口的设计 .173.6
4、 脱模机构的设计 183.7 分型与抽芯机构 223.7.1 侧向抽芯机构的分类及特点 .223.7.2 抽拔力和抽芯距的计算 .233.7.3 斜导柱侧抽芯机构 .233.7.4 干涉现象及先复位机构 .243.7.5 斜导柱抽芯机构设计要点 .243.7.6 弯销侧抽芯机构 .283.7.7 斜导槽侧抽芯机构 .283.7.8 斜滑块侧抽芯机构 .283.8 注射模温度调节系统设计 303.8.1 冷却系统设计 314 模体（模架）设计 .374.1 模体概述 374.2 模架的确定 374.2.1 模架基本尺寸的确定 .374.2.2 各模板尺寸的确定 .384.3 排气槽的设计 394
5、.4 脱模推出机构的设计 404.5 螺纹的布置及脱出 404.5.1 螺纹形状 .40IV4.5.2 螺纹的脱出 .414.6 成型零件工作尺寸计算 414.6.1 型腔径向尺寸 .414.6.2 型腔深度尺寸 .424.6.3 型芯径向尺寸 .424.6.4 型芯高度尺寸 .424.6.5 螺纹型芯尺寸 .42结束语 .44致谢词 .45参考文献 .4611 概 述1.1 塑料模具简介模具行业是制造业重要的组成部分，也是国民经济的基础工业受到政府和企业界的高度重视，具有广阔的前景。塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具，它属于型腔模的范畴。按制
6、品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。通常情况下，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素约占 80%。然而模具的质量好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新愈来愈短、用户对塑件的要求愈来愈高，因而对模具设计与制造的周期
7、和质量提出了更高的要求，这就促使塑料模具设计一与制造技术不断向前发展，从而推动了塑料工业以及机械加工工业的高速发展。模具的设计是模具制造过程中的关键部分，通过合理的设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的。1.2 我国塑料模具工业发展现状80 年代以来，在国家产业政策与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%，1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元，其中塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。2我国塑
8、料模具工业起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星模具 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度为 0.08 的一模两腔的航
9、空杯模具和难度较m袄的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02-0.05 ，表面粗糙度 Ra0.2,模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10-30 万次，淬火钢模大 50-100 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有差距，具体数据见表。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等
10、公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达 20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%,与国外的 5080%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统,如美国 EDS 的 UG美国Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美国 CV 公司的 CADS5、英国 Deltac
11、am公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件3的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了 CAD/CAM 的集成,并能支持CAE 技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM 系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE
12、软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo 、PMS、SM、SM 等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下,和国外先进工业国家已达到 70%-80%相比,仍有很大差距。1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向1.3.1 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的
13、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控所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/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
14、作用。1.3.2 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。制订热流道元器件的4国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注
15、射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。1.3.3 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。52 注塑模的可行性分析2.1 制品分析 图 1 所示塑件为一牙签盒盒盖图 1 牙签盒盒盖尺寸图该制品有以下特点：（1）所处工作环境好，室温，不处于酸、碱、盐等恶劣条件中，但需要较好的抗冲击
16、强度；（2）属于日常生活用品，产量较大，要求所用材料 的价格较为低廉，且对人无毒害；（3）该牙签盒盖外表光滑且美观。2.2 材料选择 根据以上制品的特点及经济方面的考虑，选择使用比较广泛的 ABS 塑料作为该制6品的材料ABS 塑料：化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene比重：1.02 克/立方厘米 成型收缩率：0.4-0.7%成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2 小时熔点：130-160 热变形温度：90-108 (0.46MPa) 83-103 (0.185MPa)抗拉屈服强度：50MPa拉伸弹性模量：
17、1.8103MPa抗弯强度：80MPa冲击强度：261KJ.m -2（无缺口） 11KJ.m-2（缺口）硬度：9.7HB体积电阻系数：6.910 16cm击穿强度：15.7-19.7KV.mm -1特点：1.综合性能好，冲击强度高，化学稳定性和电性能良好；2.有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； 3.流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好。成型特性：71.定形料，流动性中等，吸湿大，必须干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80-90 度，3 小时；2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270 度）对精度较高的塑件，模温宜取 50-60 度，对高
18、光泽.耐热塑件，模温宜取 60-80 度；3.要解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变水位等方法；4.如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.3 质量计算与分析为了更精确的计算出塑件的质量和体积，我们可运用时下比较常用的三维制图软件 UG 对制品进行质量分析根据 UG 的质量分析结果：体积 = 6.892 e+03 毫米3曲面面积 = 1.004e+04 毫米2密度 = 1.100000e-06 公斤 / 毫米3质量 = 7.0303e-03 公斤 2.4 确定成型方法A
19、BS 属于热塑性塑料，对热塑性塑料指定采用注射成型。塑料注射成型工艺的最大特点是模具成型，能够生产出所需的任意数量的直接使用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。2.5 拟定制品成型工艺参数注射机类型：螺杆式8预热与干燥： 温度 8085 时间 23h料筒温度：后段 150170中段 165180前段 180200喷嘴温度：170180模具温度：5080注射压力：60100MPa成型时间：注射时间 2090s高压时间 05s冷却时间 20120s总周期 50220s螺杆转速：30后处理：方法 红外线灯、烘箱温度 70 时间 24h93 拟定模具结构方案理想的模具结构应能发挥成型
20、设备的能力，最大限度的满足塑件的工艺技术要求（如几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等） 。3.1 选择制品的分型面分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直与合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。以分型面为界，模具被分为两大部分，即动模和定模部分，而其他的面则被称作分离面或分模面，注射模只有一个分型面。分型面的选择是一个比较复杂的问题，因为分型面的选择与塑件几何尺寸精度、脱模方法、后处理工序、模具类型、排气条件、嵌件位置、浇口形式等有关。分型面选择的一般原则：（
21、1）便于塑件脱模；（2）分型面的选择应利于侧面分型和抽芯；（3）分型面的选择应保证塑料制品的质量；（4）分型面的选择应有利于避免溢料的产生；（5）分型面的选择应有利于成型时排气；（6）分型面的选择应尽量便于模具加工。根据以上的原则及结合本制品的结构特点，分型面选择在如图 2 所示：分型面 A-A10图 2 分型面选择示意图3.2 型腔数目的确定型腔的布置，根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量的大小、模具制造的难易度、模具成本等确定型腔数量及排列方式。根据经验，在模具型腔中每增加一个型腔，制品的精度要降低4 。设模具中的型腔数目为 ,制品的基本尺寸为L( )，塑件的尺寸公差为 ，单型腔模具
22、注塑生产nm时可能产生的尺寸误差为 s （聚甲醛为0.2，尼龙66为0.3，聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非结晶型塑料为0.05）鉴于所设计的制件的精度要求，又是大批量的生产，可以采用一模多腔的形式。考虑到模具制造费用低一点，设备运转费用小一点，初定为一模四腔的模具形式。113.3 型腔的布置确定了型腔数目以后，接下来要考虑型腔的排列形式，多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时应注意以下几点：1） 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。2） 型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料的现象。3） 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形
23、尺寸。本设计型腔的排列方式为H形，如图3：图3型腔的布置3.4 注射机的选取1）注射量的计算通过上面的 UG 建模分析，塑件质量 为 7.0303g，塑件体积 为 6.892 ，流1m1V3m道凝料体积为未知数，可按塑件体积的 0.6 倍计算，而在上面分析中确定为一模四腔，所以注射机注射量为：g1.6.47.034.9mnV= =40.90359.2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算12图4塑件在分型面上的投影面积由图四可看出塑件在分型面上的投影面积主要由四部分组成，由塑件从下到上分别设它们为 、 、 、 ，各面积运算如下：1A234547012.523860A 4187.2
24、19302361arcos4 所以投影面积 1234A=370+12.5 +256+214.17 -418+30=712.0838 2m流道凝料在分型面上的投影面积 ，在模具设计前是个未知数，根据多型腔的统“计分析，大致每个塑件在分型面上的投影面积的 0.20.5 倍，因此可以用 0.35n 来估算，所以： “1.35.4712.08345.2nnAAF=AP=3845.253 35=134583.9=134.58KN式中 P 为材料 ABS 的型腔压力4） 选择注射机注射量 V=40.9035 锁模力 F=134.58KN13根据以上计算值，可选用 SZ40/32 立式注射机，此注射机性能如
25、表 3-1 所列：表 3-1 注射机主要技术性能理论注射容积cm 40 螺杆（柱塞）直径mm 24注射压 mPa 150 锁模力 KN 320拉杆内向距 mm 205 移模行程 mm 160最大模具厚度 mm 160 最小移模厚度 mm 130喷嘴球半径 mm R10 喷嘴口直径 mm3.5 浇注系统的设计普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。3.5.1 主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴和分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，熔料在主流道中并不改变方向，其形状、大小直接影响塑料的流动速度和填充时间。设计要点：1）为便于凝料从主流道中拉出，主流道设计成锥角，其圆锥
26、角=24，对流动性差的塑料可取3 6 ，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为Ra=0.63 ，尽量不采用分段组合形式。m2）主流道大端呈圆角，半径 =13 ,以减小料流转向过渡时的阻力。rm3）在保证塑件成型良好和模具结构允许的前提下，主流道应尽可能短，一般小于60 ，否则将会使主流道凝料增多，塑料耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响注射成型。4）为了使熔料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道和注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球凹坑，其半径：R 2=R1-(12 )，其小端直径：md1=d2+(0.51 )，凹坑深度取 35 。R 1为注射机喷嘴半径， d2为喷嘴口
27、直mm14径本设计的主流道设计如有图：喷嘴口的直径为 3 ，m这样：R 2=10+2=12( ) d1=3+0.5=3.5( ) 凹坑的深度取3 AA图5 主流道3.5.2 冷料穴的设计冷料穴一般在主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料” ，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道的直径。冷料穴主要有三种形式：（1）与推杆匹配的冷料穴：这种冷料穴的底部有一根推杆，而推杆安装在推板上，与其它推杆或推管连用。（2）与拉料杆匹配的冷料穴：这类冷料穴的底部有一根拉料杆，拉料杆安装于型心固定板上，不
28、随推出机构一起运动。15（3）无拉料杆的冷料穴：是在主流道对面的动模板上开一锥行凹坑，再在凹坑的锥行壁上钻一深度不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件被推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线移动，然后被全部拔出。本设计采用与拉杆匹配的冷料穴，如图6所示：图6 冷料穴图为 形头冷料穴，很容易将主流道拉离定模。Z3.5.3 分流道的设计分流到是主流道与浇口之间的部分，是指塑料熔体从主流道进入多腔模的各个型腔或单腔模多处进料的通道，起分流和转向的作用，分流道的要求是塑料熔体在流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑料量最小。（1）分流道的断面形状和尺寸 根据理论分析可知，在等断面面积的条件
29、下，正方形的周边最长，圆形的最短。因此从传热面积考虑，热固性塑料的注射模的分流道最好是采用正方形；但从散热面积考虑，热塑性塑料注射模分流道的断面形状则采用圆形；从压力损失考虑，由于在同断面面积时圆形的周边比正方形的短，因此，料流阻力小，压力损失小。但从加工方便出发，常用 形、梯形和正六边形断面。U分流道的断面形状及尺寸大小，应根据塑件的成型体积、塑件的壁厚、塑件的形状、所用塑料的工艺特性、注射速率、分流道的长度等因素来确定。断面过小，会使流道压力损失太大并降低单位时间内输送的塑料量，使填充时间延长，塑件常出现密16度低、缺料、波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件易产生气泡，而且增大塑料
30、的消耗量，延长冷却时间。因此，在设计分流道时，要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。圆形分流道的直径d一般在 212 范围内变动。对流动性很好的的聚丙烯、尼m龙等，当分流道很短时，其直径可小到2 ；对流动性很差的聚碳酸酯、聚砜等，直径可达12 。实验证明，对多数塑料来说，分流道直径在 56 以下时，对流动m m性影响较大，但直径在8 以上时，再增大其直径，对流动性的影响也不大。对于正六边形断面的分流道，B=0.433D（D为外接圆直径） 。正六边形分流道脱模阻力小，椭圆形分流道脱模阻力大，当横截面积相同时，正六边形分流道表面积大，而椭圆形分流道可在模具分型面上占有较小的
31、面积。对半圆形分流道其深度为0.45d。梯形断面的分流道的断面尺寸高度为h=(0.840.92)b，梯形斜角常取510 ，低部圆角半径r=13 ，分流道的宽度b常在 412 范围内变动。对于U形断面分流道）mm，深度h=2r（r 为圆的半径） ，斜角 。由于正方形流道凝料脱模困难，六角型流道效率低（比表面大） ，而圆形截面流道在加工时两半难对准，所以生产中常采用梯形或U形截面的分流道。U形分流道其实是梯形分流道的一种变异形式。鉴于上述原因，本设计采用梯形分流道。因为各种塑料的流动性有差异，所以可以根据塑料的品种来粗略地估计分流道的直径。对于壁厚小于3 ，质量在200g以下的塑件，可用以下经m验
32、公式确定分流道的直径：D = 0.2654 4Lm式中， 流经分流道的塑料量（g） ；对于 ABS 塑料 D 可取 4.89.5 mL 分流道长度（ ） ；D 分流道直径（ ）17对于黏度较大的塑料，可按上述算得的 D 值再乘以 1.21.25 的系数。根据型腔的布局，可知：第一级分流道 L1=80m第二级分流道 L2=20所以， D=0.2654 =0.2654 =4.3493.4480m根据推荐的范围可选择 D=5分流道的形状如图 7 所示：图 7 分流道3.5.4 浇口的设计浇口是指流道末端与型腔之间的一段细短通道，亦称内浇口，它是浇注系统中截面尺寸最小且最短的部分，除主流道型浇口以外，
33、它的作用是使塑料熔体加快流速注入型腔内，顺序填满型腔，并且由于塑料熔体大多为非牛顿液体，通过较小浇口时进一步受到剪切作用，表观粘度的下降，伴随着能量的转换， ，动能变成了热量，浇口处温度升高，这又进一步促使表观粘度的下降，同时在注射周期中进行补料和防止倒流，成型后也便于塑件与整个浇注系统的分离。因此，浇口的形状、尺寸、分布对塑件的质量影响很大。浇口的尺寸经常需要通过试模，按成型情况酌情修正。浇口的形式和特点浇口的形式很多，常见的形式有：点浇口、潜伏式浇口、直接浇口、护耳式浇口、中心浇口、侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，一般开在分型面上，从塑件侧面进料。它能方便地调整充18模的剪切速率和浇口封闭时间
34、，因而国外称之为标准浇口，它是一种广泛使用的浇口形式，侧浇口是典型的矩形浇口。侧浇口可根据塑件的形状特点灵活地选择浇口的位置，以改善填充条件。它不像其它浇注系统那样受到一定的限制，如框形或环形塑件，可以从外侧进料，而当其内孔有足够位置时也可从内侧进料，这样可使模具结构紧凑，流程缩短，对于薄壁长塑件，采用头进料则成型比较困难，而且模具尺寸加大，若改用侧向进料就比较合理。侧浇口适用于一模多腔，能大大提高生产效率，减少浇注系统的消耗量，而且去除浇口方便，但侧浇口容易形成熔接痕、缩孔、气孔等缺陷，注射压力损失大，对壳形件排气不便，保压补缩作用比直接浇口小。另外，侧浇口还有良种变异形式，即扇形浇口及平缝
35、式浇口，它们只是在浇口的进料方向、宽度上有所变化。所设计的制品要求不是很高，根据浇口的特点及浇口位置选择的基本原则，选用侧浇口，模具采用两板式，从而简化了模具的结构。如下图： 侧 浇 口图 8 侧浇口3.6 脱模机构的设计在塑料成型模具中，完成将塑件从模具型腔或型芯上完整地取出装置称为顶出机构，或脱模机构。脱模机构一般由顶出、复位、和顶出导向等三大零部件组成。19（1）顶出部件：主要有顶杆、脱模板（推件板）等。本设计中的零件比较小，脱模力不是很大，可采取顶杆推出，而不需要脱模板。（2）复位部件：模具中主要是依靠复位杆进行复位。（3）导向部件：导向部件由导柱和导套组成。脱模机构的分类：脱模机构可
36、以按动力来源分类，也可以按模具机构分类。按动力来源分类动力来源是指将塑件顶出的动力。常见的有：1）手动脱模手动顶出是指当模具分型后，人工操纵顶出机构，定出塑件。其优点是模具结构简单，成型周期短，且顶出时动作平稳，塑件不易变形，但是顶出力受操纵者体力限制，劳动强度大，生产效率低，因此多用于注射机无顶出装置的定模一方，或小塑件的小批量生产。2）机动脱模机动脱模时靠注射机的开模动作顶出塑件，有两种形式：一种形式通常利用固定于注射机架上的顶杆，开模时，注射机移动模板带动模具动模部分后退，定出杆穿过移动模板上的孔而顶住模具顶出杆板，使其不再随动模后退，移动模板继续后退，模具顶出机构将塑件顶出，机械杆的长
37、度可根据模具的顶出距离、厚薄通过螺杆（套）进行调节。此形式的特点是：顶出在开模过程中进行，模具内顶板的复位在合模时进行，另一种形式是在注射机上不装顶杆，将模具一片中顶出机构用定距拉杆或链条与另一片相连，当分模到一定距离时，拉杆或链条拖动顶出机构顶出塑件，常用于定模顶出制品或需降低模具闭合高度的情况。3）液压脱模注射机上设有专用的顶出油缸，当开模到一定距离后，活塞动作，推动顶出机构20顶出制品。4）气动脱模利用压缩空气，通过模具上设置的气道和微小的顶出气孔，直接吹出塑件。制品不留顶出痕迹。按模具机构分类：由于塑件的材料、形状和技术要求不同，定出机构可分为一次顶出机构、定模顶出机构、二次顶出机构、
38、浇注系统定出机构和带螺纹制品顶出机构等。按模具中推出零件分类1）推杆式脱模：应用广泛，常用圆形截面推杆。2）推管式脱模：适用于薄壁圆筒形零件。3）脱模板式：适用于薄壁容器、壳体以及存在推出痕迹的塑件。4）推块式脱模：适用于齿轮类或一些带有凸缘的制品，可防止塑件变形。5）利用成型零件推出制品的脱模：适用于 螺纹型环一类的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。6）多元联合式脱模：对于某些深腔壳体、薄壁制品以及带有环状凸起、凸肋或金属嵌件的复杂制品，为防止其出现缺陷，常采用两种或两种以上的推出机构联合动作以完成脱模过程。脱模机构的设计原则：（1）尽量设法使塑件留于动模（2）确保塑件不变形不损坏完整脱
39、出（3）尽量不损害塑件外观（4）机构可靠脱模力的计算：脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所克服的阻力，主要由塑件收缩时型芯的包紧21力引起的塑件对的塑件对型芯的摩擦力造成，它是设计脱模机构的重要依据之一。未脱模时正压力F 正 就是对型芯的包紧力，此时的摩擦阻力即为 。然而，由于正阻 fF型芯有锥度，故在脱模力 的作用下，塑件对型芯的正压力降低了F脱 sin脱，即变成了 - ，所以这时的摩擦阻力为：正 sin脱)(脱正阻 fFsi脱正式中， 摩擦阻力 ；阻 ()N摩擦系数，一般 =0.151.0； f f因塑件收缩对型芯产生的正压力（即包紧力） ；F正 ()N脱模力 ；脱 ()脱模斜率，一般为 。
40、12由于 一般很小，所以 的值可以忽略不计，从而可以推出：sin脱fF当 项不忽略时，即为)sin(脱FfAp正式中，p塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力） ，一般 p=812MPa；薄件取小值，厚件取大值；A塑件包紧型芯的侧面积（ ） 。2m对于不通孔的壳形塑件脱模时，还需要克服大气压力造成的阻力 ，其值为：F阻0.1F阻故总的脱模力为：.总 脱 脱 脱对了该塑件可以采用： ApfApfFf coscos正脱摩擦系数，一般 =0.151.0；22p塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力） ，一般 p=812MPaA塑件包紧型芯的侧面积（ ）2mA 初略计算如下： 4图 9 塑件内部图型芯面积主要
41、由三部分组成，设由下到上分别为： 。123A、 、=1A3902634所以: 123A9072mN4.58297015.pfF脱3.7 分型与抽芯机构当塑件上具有与开模方向不一致的孔或者侧壁有凹凸形状时，除极少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔侧凹的零件做成可活动的机构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后才能将整个塑件从模具脱出，完成侧向活动型芯的抽出和复位的这种机构叫侧抽芯机构，这种模具脱出塑件的运动有两种情况，一是开模时优先完成侧向分型和抽芯，然后推出塑件：二是侧向抽芯也塑件的推出同步进行。3.7.1 侧向抽芯机构的分类及特点（1） 机动侧抽芯：开模时，依靠注射机的开模动力，通过侧向抽
42、芯机构改变23运动方向，将零件抽出。机动侧抽芯操作方便、生产效率高、便于实现自动化，但模具结构复杂。（2） 手动侧抽芯：这种模具结构简单、生产效率低、劳动强度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊场合下用。（3） 液压和气动侧抽芯：在模具上配置专门的油缸或者汽缸，通过活塞的往复运动来进行侧向抽芯。这类机构的特点是抽拔力大、抽芯距离长、动作灵活且不受开模过程限制，常在大型注射模中使用。3.7.2 抽拔力和抽芯距的计算抽拔力上指塑件处于脱模状态，需要从开模方向有一定交角的方位抽出型芯所克服的阻力。当原材料确定时，抽拔力的大小与模具机构和塑件形状有密切关系，因此计算抽拔力的方法与脱模力相同。抽芯距是指将侧
43、型芯从成型位置推至不妨碍塑件推出时的位置所需的距离。一般抽芯距等于侧孔深度或者凸台高度加 K 安全距离 ,K 一般取 2-3 ，即: m=h+(23) 抽Sm其中, 抽芯距 ( )；抽 塑件侧孔深度或凸台高度。h本塑件侧抽芯抽芯距即为塑件的高度加上 K 安全距离:=h+（23） =32+3=35抽Sm3.7.3 斜导柱侧抽芯机构斜导柱侧抽芯机构是最常用的一种侧抽芯机构,它具有结构简单、制造方便、安全可靠等特点,其中有以下几种常见形式: （1） 斜导柱在定模,滑块在动模。（2） 斜导柱在动模,滑块在定模。（3） 斜导柱和滑块同在定模。24（4） 斜导柱和滑块同在动模。3.7.4 干涉现象及先复位
44、机构对于斜导柱在定模,滑块在动模的侧抽芯机构来说,由于滑块复位是在合模过程中实现的,而推出机构复位一般也是在合模过程中实现的(通过复位杆的作用),如果滑块先复位,而推杆等后复位,则可能发生侧抽芯与推杆相撞击的现象,这种现象叫干涉现象,干涉现象容易致使活动型芯或推杆损坏。为了避免干涉现象的发生,在模具结构允许情况下,可采取如下措施: 避免活动型芯与推杆的水平投影相重合； 使推杆的推出距离小于活动型芯的最低面； 在一定条件下采用推杆先于活动型芯复位机构。滑块与推杆不发生干涉的条件:Stanh其中，h 是推杆端面至活动型芯的最近距离；S 是活动型芯与推杆在水平方向上的重合距离。通常可以用增大 角的方
45、法避免干涉。当 角的改变不能避免干涉时，要采用推杆预先复位机构，常见的“先复位机构” 有以下几种： 形三角滑块式先复位机构。 形摆杆式先复位机构 形杠杆式先复位机构 连杆式先复位机构 杆铰链式先复位机构 斜导柱式先复位机构 弹簧先复位机构253.7.5 斜导柱抽芯机构设计要点1. 斜导柱长度及开模行程计算图 10 斜导柱斜导柱的长度主要根据抽芯距离、斜导柱直径及倾斜角大小确定，其长度计算公式为)158(sinta2costan254321 SdhDLL式中：L斜导柱长度 （ ） ；mD斜导柱固定部分大端直径 （ ） ；H斜导柱固定板厚度 （ ） ；d斜导柱直径 （ ） ；斜导柱的倾角（ ）其中， 称斜导柱的有效长度； L3+L4 称斜导柱的伸出长度；L 5 称斜导柱4sinSL头部长度，常取 815 。m本塑件的抽拔方向与开模方向垂直：斜导柱有效长度43582.siniSL其中，S=35 m252. 斜导柱弯曲力计算本设计抽拔与开模方向垂直，经过力平衡分析，可以得出斜导柱承受的弯曲力计
