1、XXXX 大学本科毕业设计（论文）题目：可编程控制器显示灯外壳模具设计系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1230203 学 生： 学 号： 123020319 指导教师： 2011 年 05 月毕业设计（论文）任务书系别 机电信息系 专业 机械设计制造及其自动化 班 1230203 姓名 XXXX 学号1230203191.毕业设计（论文）题目： 可编程控制器显示灯外壳的模具设计 2.题目背景和意义：模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，
2、都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用，塑料制品的应用日渐广泛，为塑料模具提供了一个广阔的市场，同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢迎。用塑料模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。 3.设计(论文) 的主要内容（理工科含技术指标）： 题目内容主要包括： A. 绘出塑件零件图；完成注射模具装配图设计； B. 绘出所有成型
3、零件图；至少有一张 3 号图纸应用 AUTOCAD 软件绘出。 C. 设计方案的拟定。包括确定成型方法，确定模具类型及型腔数；型腔的布置。 D. 选择注射机规格，包括对注射机几个参数的校核；确定分型面；确定浇注系统和排气系统。 E. 选出顶出方式及抽芯机构；确定拉料杆的形式；确定加热与冷却系统。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：地点：校内 第 1 周：收集资料，借阅参考书，下载相关英文文献。 第 28 周：撰写开题报告。装配图的绘制。 第 814 周：零件图的分析与绘制。 第 1416 周：毕业论文撰写。 第 1618 周：整理资料，准备答辩。 5.毕业设计（论文）的工作
4、量要求 实验（时数）*或实习（天数）： 2 周 图纸（幅面和张数）*：至少完成折合 A0 图纸 3 张（不包括零件图和示意图） 其他要求： 论文（字数）：20000 字左右；外文翻译（字数）： 不少于 1500 英文单词 ；参考文献（篇数）：不少于 15 篇（其中期刊文献不少于 5 篇，外文文献不少于 3 篇，其中一篇外文文献为外文翻译内容）,要求在正文中标注。 指导教师签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日系（教研室）主任审批： 年 月 日说明：1 本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。2 带*项可根据学科特点选填。I显示灯外壳塑料注射模具设计摘 要本文主要介绍了显示灯外壳塑
5、料件的注射模设计，其材料为 ABS。根据ABS 塑料的工艺特性和产品的使用要求，分析了显示灯外壳的结构特点和成型工艺。本设计采用 CAD 技术进行模具装配图及零件图的绘制。对模具进行了成型零部件、浇注系统、侧向抽芯机构、推出脱模机构及冷却系统的设计分析。最后，完成模具总装图设计及主要零件图的绘制，从而确保模具结构的可靠性、合理性和实用性。关键词：塑料；模具设计；CADIILED case plastic injection mold designAbstractThis topic mainly introduces the injection mould design of plastic
6、display lamps shell, whose material is ABS. According to the technological characteristic of ABS plastic and operational requirement of products, the structure characteristics and the molding process of the display lamps shell are analysed in this article. The mold assembly drawing and the component
7、 drawing are designed by the CAD software. Moulding parts, gating system, side core-pulling mechanism, demoulding mechanism and cooling system are all designed and analysed in this text. Finally, after the general assembly drawing design and the main component drawing are done, the mould structure w
8、ill be more reliable, reasonable and practical.Key Words: plastic; Mould design; CADIII主 要 符 号 表T 成形周期K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8M 注射机的额定塑化量（g/h 或 cm/h）M 浇注系统所需塑料质量和体积（g 或 cm）2M 单个制品的质量和体积（g 或 cm）1F 注射机的额定锁模力（N）A 单个制品在模具分型面上的投影面积（mm）1A 浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm）2p 塑料熔体在模腔内的平均压力（MPa） ，通常模腔内压力S 注射机最大开模行程（mm）max
9、H 推出距离（脱模距离） （mm）1H 包括浇注系统在内的制品高度（mm）2Q 抽拔力（N）A 侧型芯被包紧的截面周长（cm）H 成型部分深度（cm）Q 单位面积积压力 摩擦系数A 脱模斜度IV目 录1 绪论 .12 零件结构分析 33 塑件材料性能及注意事项 .43.1 材料性能 43.2 分析塑件的结构工艺性 .53.2.1 工艺性分析 53.3 设计模具时应注意事项 64 注射机的选择及校合 .74.1 确定模具类型 74.2 注射成型的原理 74.3 模腔布置 74.4 计算有关参数 74.5 校核 84.5.1 最大注射量 .84.5.2 锁模力 .84.5.3 最大注射压力 .94
10、.5.4 模具厚度，开模行程与顶出装置的校核 .94.5.5 顶出装置 .105 浇注系统设计 115.1 浇注系统的设计原则 .115.2 主浇道设计要点 115.3 分浇口设计要点 115.4 侧浇口优点 126 分型面与排气槽 146.1 分型面的基本形式及选择原则 146.2 排气槽 157 侧向分型抽芯机构设计 167.1 侧向分型抽芯机构类型选择 167.2 抽芯距确定与抽芯力计算 16V7.2.1 抽芯距 .167.2.2 抽芯力 .167.3 斜导柱分型与抽芯机构零部件设计 177.3.1 斜导柱的设计 .178 成型零件的工作尺寸计算 .198.1 影响模具尺寸和精度的因素
11、198.2 型腔壁厚计算 198.3 型腔腔底的厚度计算 208.4 模架的选择 208.5 导向机构的作用、设计原则 218.5.1 导向机构的作用 .218.5.2 导向机构的设计原则 .218.5.3 导柱的设计 .228.5.4 导套的设计 .228.6 成型零件设计 228.6.1 成型零件应具备的性能 .228.6.2 凹模结构设计 .228.6.3 型芯和成型杆的结构设计 .238.7 成型零件工作尺寸计算 238.7.1 塑料尺寸精度的影响因素 .238.7.2 凸凹模工作尺寸计算 .239 脱模机构的设计 269.1 脱模装置 269.1.1 推出机构的设计设计原则 .269
12、.1.2 顶杆的机构特点 .2610 冷却系统设计 2810.1 模温对塑件质量的影响 2810.2 冷却回路设计原则 2811 模具的材料 .3011.1 塑料模具用钢的必要条件 3011.2 选择钢材的条件 30VI11.3 本模具选择材料如下 .3011.4 模具的淬火硬度 .3111.5 模具的表面粗糙度 .3111.6 热处理的选择 .3112 总 结 .32致 谢 34毕业设计（论文）知识产权声明 35毕业设计（论文）独创性声明 .361 绪论11 绪 论近年来，工程塑料以其优异的性能获得了越来越广泛的应用。据不完全统计，近 5 年来，国内通用的聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺、热塑性聚酯
13、、改性聚苯醚等五大工程塑料市场需求保持了 30.3的增长速度。 工程塑料在轴承上也具有广阔的应用前景。这是因为工程塑料具有优异的自润滑性、耐磨、低摩擦和特殊的抗咬合性等特点，即使在润滑条件不良的情况下也能 正常工作，用作轴承材料可谓适得其所。我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩。现在 CAD/CAM/CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是 CAD/CAM 技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的
14、编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。该课题拟通过充电器外壳塑料模具的设计可以掌握中等难度模具的设计过程。通过对一具体塑件进行系统化模具设计,能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法.提高自己的分析能力、
15、理论与实际相结合和自学能力。并能较为熟练的使用 AUTOCAD 软件进行塑料模具设计,提高自己的绘图能力，可以使大学四年所学知识得到综合应用。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。 塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用，塑料制品的应用日渐广泛，为塑料模具提供了一个广阔的市场，同时对模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能复合型的模具将会受到欢迎。用塑料模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。1 绪论2模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助
16、注射西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时， “小而专” 、 “小而精”仍然是一个必然的发展趋势。从技术上来说 CAD/CAM/CAE 技术将全面推广，快速原型制造（RPM）及相关技术将得到更好的发展，高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术及高压注射成型将进一步发展。2 零件结构分析32 零件结构分析该零件属薄壳类塑料制件，大小适中，外表面精度较高，内表面精度稍低，但整体精度和表面粗糙度
17、要求都不高,需要侧抽芯，所选材料为 ABS。根据塑料模具技术手册得知：ABS 一般精度等级为 MT4 级。塑件具体形状如图 2.1和图 2.2 所示。图 2.1 塑件内部结构图图 2.2 塑件的外部结构图3 塑件材料性能及注意事项43 塑件材料性能及注意事项塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件的温度和压力下具有可塑性和流动性，可以被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的新型材料。塑料在常温下为固态，又称为玻璃态；加热后变软且有一定的弹性，称为高弹态；在加热到熔化温度（各种塑料的熔化温度不同）成为浆糊状态，叫做粘流态；如果在加热到熔化温度以上（50C60C）就会分解汽化。一般塑料内
18、大合成树脂的质量分数为 40%100%；透明塑料的合成树脂为100%，它不允许渗进其他颜色和其他成分；而其他塑料大多数要加入辅助材料，如增塑剂、发泡剂、填充剂（如滑石粉） 、稳定剂、润滑剂、着色剂、增强材料（如玻璃纤维）等。加入辅助材料是为了改善塑料的性能、节约昂贵的塑料。正像在水泥中加入石子和沙子一样，水泥石粘合剂，而沙子和石子填充作用。树脂成分为天然树脂和人工合成树脂。天然树脂如：橡胶、树脂油（桐油、蓖麻油等）和树脂油漆（俗称国漆） 。橡胶、国漆是在橡胶树或漆树皮上用刀割几道斜口，在斜口下端用容器接住刀口内留下的胶脂，在经过人工提炼而成的。人工合成树脂主要是从石油中提炼出来的多化学元素聚合
19、而成。塑料的主要成分是 C,H,N 等源自的聚合物，像 PA，PC ，POM 等塑料内含有 O 原子。他们相对原子质量一般低于 ，也叫做大分子物质，是将低分子物质经聚合反应410而成。像化学肥料那样，送进去的是煤炭、水，输出的是白色的碳酸氢铵一类的化肥。我们知道物质是由分子构成，分子又是有许多原子构成的，在相同体积的情况下，有的密度大，有的密度小。在标准大气压、温度的条件下：水的密度为 , 铝的密度为。而在常温下塑料的密度大多数为3/0.1cmg3/702cmg1.01.4 ，经过发泡的塑料（如电器产品的防振包装垫）密度只有0.050.1 。当我们用刀切开发泡塑料，就会看到里面有许多小气孔，所
20、3以体积很大的发泡塑料重量且很轻。3 塑件材料性能及注意事项53.1 材料性能零件材料为 ABS 即苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物,其收缩率在 0.3%0.8%之间,此设计中选 0.55%；其密度在 1.031.07g/3 之间，此设计中选 1.04 g/3。成型特性：a. 无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）6间预热干燥 80-90 度,3 小时. b. 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,对高光泽.耐热塑件,模温宜取 60-80 度. c. 如需
21、解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 d. 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。 ABS 无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对 ABS 几乎无影响。ABS 不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS 的缺点是耐热性不高，
22、连续工作温度为 70C 左右，热变形温度为 93C 左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS 在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。3.2 分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构简单.多数都为平面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5 级。3.2.1 工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的
23、分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2 小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）7注射速度：中高速度注射压力：500-1000bar3.3 设计模具时应注意事项a. 设计分流道，内浇口时，要考虑、其流动性不好这一特点，应做的稍大些。b. 因为熔接痕显，所以要考虑进料口位置。
24、c. 因为是高压成型，所以脱模斜度要 2以上。d. 成型收缩率需要选 0.5以上。4 注射机的选择及校核84 注射机的选择及校核4.1 确定模具类型模具类型：注射模4.2 注射成型的原理将塑料颗粒定量注入到注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用使塑料逐渐融化成流动状态，然后在柱塞或螺杆的推挤下熔融塑料以高压和较快的速度通过喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中。由于模具的冷却作用，使膜腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开模取出塑件。4.3 模腔布置塑件尺寸精度要求一般，而且塑件尺寸不大。不过具有 4 个外抽，分别在左右两个方向，但根据零件上方孔的布置可以把左右的方孔做成
25、两个外抽，这样既保证了方孔的位置度，又减少了外抽个数。最终选择一模二腔。4.4 计算有关参数a. M nM 塑+M 浇式中：M 塑件成型时所需要的注射量（ 3）n M 塑每个塑件的体积（ 3）M 浇浇注系统的体积（3）用三维软件对塑件进行评估，得出质量为 25.42，体积为 24.923 ，估计浇道系统质量也为 25,而 n =2，那么： M=224.92+24.03=73.87（ ）3cmb. 根据最大注射量 M=73.873 选择注射机型号为：XS ZY125公称注射量：125 拉杆空间：2602903cm螺杆直径： 42 合模力：90 吨注射压力： 1190 最大成型面积：3203/kg
26、 2cm注射行程： 115 模具最大厚度：3003浇 0.24/04.15gM西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）9注射方式： 螺杆式 合模方式：液压机械模板最大行程：300 模具最小厚度：2004.5 校核模具是安装在注射机上使用的，在生产塑件时模具与机床是一个不可分割的整体，因此从模具设计角度考虑，需了解注射机技术规范的主要项目有：最大注射量，最大注射压力，最大锁模力，模具安装尺寸以及开模行程等。4.5.1 最大注射量 设计模具时，成型塑件所需要的注射总量应小于所选注射机的最大注射量，即 M G1式中：G1注射机实际的最大注射量（ ）3cmM塑件成型时所需要的注射量（ ）根据生产经
27、验的总结，G1 应该是注射机允许最大注射量 G 的 80，即：M80G73.8780125=100当注射塑料时，最大注射量应按下式进行换算：G=GB/B（g）式中：G注射机规定的最大允许注射量；GB注射其它塑料时的一次最大注射量；B 聚苯乙烯在常温下的比重（1.06 ）3/m其它塑料在常温下的比重（ ）g对于螺杆注射机，其最大注射量通常以螺杆在料筒中的最大推进容积（）来表示，该值与所选用的塑料品种无关。3cm4.5.2 锁模力锁模力可使模具沿分型面涨开。为了保持动、定模闭合紧密，保证塑件的尺寸精度并尽量减小溢边厚度，同时也为了保障操作人员的人身安全，需要提供一个足够大的锁模力。因此，欲使模具从
28、分型面涨开的力必须小于注射机规定的锁模力。即：TKFq/1000（吨）式中：T注射机的额定锁模力（吨）F塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（厘米 2）q熔接塑料在模腔内的压力（公斤/厘米 2）根据塑料模具设计表 51 上得：q=300 公斤/ 厘米 2；K安全系数，通常取 1.11.2。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）10F=100 502.5=125（2）注射机的额定锁模力 T=50（吨）KFq/1000=1.1125300/1000=41.25（吨）90（吨）26.6（吨） 满足要求。4.5.3 最大注射压力成型塑件所需要的注射压力是由塑料品种，注射喷咀的结构形式，塑件形状的
29、复杂程度以及浇注系统的压力损失等因素决定的，其值一般在 7001500范围内选取，注射机的最大注射压力要大于成型塑件所要求的注射压2/cmkg力，即：P P式中：P注射机最大注射压力（ ）2/cmkgP 成型塑件的注射压力（ ）选取: P=1000 2/cmkg那么：P=1190 1000 2满足要求。4.5.4 模具厚度，开模行程与顶出装置的校核a. 模具厚度（HM）模具闭合高度必须满足：H 最小HMH 最大（毫米）H 最小=200（） ， H 最大 =300（）HM=215（）H 最大 满足要求。式中：H 最小注射机允许的最小模厚（）H 最大注射机允许的最大模厚（）b. 开模行程对液压机械
30、式锁模机构起最大开模行程与模具厚度无关，是由连杆的最大行程决定的。SH1+H2+a+ （510） （毫米）式中：H1顶出距离（）H2塑件高度（）S注射机开模行程开模行程中需增加定模板与浇口板的分离距离 a，此距离应足以取出浇注系统凝料。卧式 XSZY125 注塑机的开模行程 S=300mm, H1=29mm, H2=25mm, H3 则由开模行程决定。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）114.6.5 顶出装置卧式 XSZY125 里注射机采用中心顶杆机械顶出,顶杆直径为 60。5 浇注系统设计125 浇注系统设计5.1浇注系统的设计原则a. 排气良好 顺利的引导熔融塑料填充到型强的各
31、个深度，不产生涡流和紊流，并能使型腔内的气体顺利排出。b. 流程短 在满足成型和排气良好的前提下，要选取短的流程来填充型腔，且应尽量减少折弯，以降低压力损失，缩短填充时间。c. 防止型芯和嵌件变形 应尽量减少熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，防止型芯折弯变形或嵌件移位 d. 整修方便 进料口位置和形式应结合塑件形状考虑，做到整修方便并无损塑件的外观和使用。e. 合理设计塑件翘曲变形 在流程较长或需开设两个以上进料口是更应注意这一点。f. 合理设计冷料穴和溢料槽 因为它可以影响塑件质量。g. 浇注系统的截面积和长度 应尽量取小值，应减少浇注系统占用的塑料量，从而减少回收。5.2主浇道设计
32、要点根据塑料模具设计得知: XSZY125 型注射机的喷咀球面半径R1=12,喷嘴孔径为 d=4。 a. 主浇道的进口直径 d1 比喷咀出口直径 d 应大 0.51 ,即d1=d=（0.5 1）=（4.5 5）。b. 为便于取出浇道凝料 ,主浇道应呈圆锥形 ,一般斜角 a 推荐采用 12,选取 2做为浇口的斜角。 c. 主浇道出口处应有圆角,圆角半径 R=0.53，取 R=3。d. 浇口套内壁粗糙度应在旧国标表面光洁度7 以上。e. 主浇道长度应尺可能短些,H 值最好小于 60,过长会使塑料熔体的温度下降而影响充模，故取高为 H=35mm。f. 一般要求浇口套凹下的球面半径 R2 应比喷嘴球面
33、半径 R1 大 12，故 R2=R1+（12）=（ 1314）(如图 5.1)示 。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）135.3分浇口设计要点塑料沿分浇道流动时,要求料温下降尽量少些,热情压力损失也应尽可能小些,故分浇道应设计得短而粗。恰当的分流道形状和尺寸应根据塑件的成面积、壁厚、形状复杂程度、型腔数目以及塑料的性能等因素综合考虑。a. 分浇道的断面形状为了满足在设计中的需求（即利用分浇道抽出主浇道的作用）,分浇道截面形状采用半圆形。b. 分浇道设计要点（1）分浇道长度一般在 830之间,选取横分浇道长度为 30mm。竖分浇道尺寸为 16mm。（2）在保证塑料在足够的压力下注入并充
34、满型腔后，尽量减小分浇道的断面尺寸和长度。（3）分浇道设计的较长时,其末端应留有冷料穴,以防止冷料头堵塞浇口或进入型腔,从而造成充填不满或影响塑件的焊接牢度。（4）分浇道的粗糙度不宜太小,使其低于主浇道的粗糙度。根据以上要就，此模具此模具的浇注系统如图 5.1 所示图 5.1 主浇道、分浇道5.4 侧浇口优点根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）14精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口） 该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的
35、一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口，其有以下特性:a. 形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；b. 试模时如发现不当，容易及时修改；c. 能相对独立地控制填充速度及封闭时间；d. 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。6 分型面与排气槽156 分型面与排气槽6.1 分型面的基本形式及选择原则分开模具取出塑件的面称为分型面，如何确定分型面位置，需要考虑的因素比较多。由于分型面受到塑件在模具中的成
36、型位置、浇注系统设计、塑件工艺性、精度、推出方法、模具制造、排气等因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较。注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向，分型面的形状有平面和曲面等。 分型面的确定主要应考虑以下几点：a. 塑料在型腔中的方位在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直的方向避侧凹或侧孔。b. 一般分型面与注射机开模方向垂直的平面，但也有将分型面作减倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工困难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，自然也是曲面。c. 分型面位置。d. 除了应开设在制件中断面轮廓最大的地方才能使制件顺利地从型腔中
37、脱出外，还应考虑以下几种因素：（1）因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不要选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。（2）从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁厚较大但内孔较小时，则对型芯的包紧力很小，常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。根据本塑件的结构特点，为了方便塑件浇注后脱模、排气、塑件的外观质量等要求，分型面的位置选择如图 6.1 所示：西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）16图 6.1 分
38、型面的位置6.2 排气槽在注射时，气体不能顺利排出，则将受到塑料的压缩，所产生的反压缩会降低冲模速度，出现填充不满或在塑件中产生气泡、接缝以及表面轮廓不清等缺陷。而且气体被极度压缩时，还会产生高压，将塑件灼伤，形成焦痕和碳化。因此，在设计模具型腔结构与浇注系统时,必须设法将气体从型腔内顺利排出,以保证塑件的质量。在这套模具中,分型面、4 个外抽滑块的缝隙均可排气,故无须设计排气槽。7 侧向分型抽芯机构设计177 侧向分型抽芯机构设计当塑件侧壁上带有的与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍塑件成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或侧凹零件做成活动的，这种零件称为侧型芯（俗称活动型芯） 。在塑件脱模前必
39、须先抽除侧型芯，然后再从模具中推出塑件，完成侧型芯的抽出和复位的机构即叫做侧向分型抽芯机构。本设计中，塑件的一端有两个侧孔，故必须设计侧向分型抽芯机构，模具才能顺利脱模。7.1 侧向分型抽芯机构类型选择侧向分型抽芯机构根据动力来源的不同，一般可将其分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。机动侧向分型与抽芯机构是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制品中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型与抽芯无需手工操作，生产率较高，并且机动抽芯具有较大的抽芯力，抽芯距大，故生产中广泛采用，故本设计采用机动侧向分型
40、抽芯机构。机动抽芯按传动方式又可分为斜导柱分型与抽芯机构、斜滑块分型与抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构和其它形式抽芯机构，本设计选用斜导柱分型与抽芯机构。7.2 抽芯距确定与抽芯力计算7.2.1 抽芯距侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置导不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离成为抽芯距，通常用 s 表示。此外，为安全起见，侧向抽芯距离通常壁塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大 23mm。7.2.2 抽芯力抽芯力的计算同脱模力的计算相同，对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力通常比较小，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下的公式进行估算： (cosin
41、)CFhp式中： 抽芯力(N）侧型芯成型部分的截面平均周长(m)；侧型芯成型部分的高度(m)；西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）18p塑件对侧型芯的收缩应力（抱紧力） ，其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件取(0.81.2)107Pa，模外冷却的塑件取(2.43.9)107Pa ；塑料在热状态时对刚的摩擦系数，一般取 0.150.2；侧型芯的脱模斜度或倾斜角()，这里 0。故此塑件的侧抽芯力应由两部分组成：六角孔和孔外测壁部分，带入数据计算可得： CF=(0.0026)*0.004-(0.00282)*0.0015*1107*cos0*4= 256
42、(N)7.3 斜导柱分型与抽芯机构零部件设计7.3.1 斜导柱的设计斜导柱时分型抽芯机构的关键零件。它决定了抽芯力与抽芯距的大小，其设计主要包括斜导柱形状、尺寸及倾角大小。a. 斜导柱截面形状：常见的斜导柱进面形状有圆形和矩形，圆形截面加工方便，装配容易，应用较广；矩形截面在相同截面条件下，具有较大的断面系数，能承受较大的弯矩，虽然加工较难，装配不便，但在实际生产中仍有使用，此设计选择圆柱形截面。b. 斜导柱斜角的确定：斜导柱的斜角 是斜导柱抽芯机构的一个主要参数。它的大小涉及导开模力、斜导柱所受的弯曲力、滑块实际抽芯力以及开模行程等的小，其关系如下： cosF正 弯 抽=/intgF开 弯
43、抽式中： 弯 斜导柱所受的弯曲力；正 斜导柱所用于滑块的正压力，它等于斜导柱所受的弯曲力；抽 抽拔出侧型芯所需要的抽芯力；F开 抽出侧型芯所需要的开模力；斜导柱的斜角。由以上式子可知，当斜角增大时，要获得相同的抽芯力，则斜导柱所受的弯曲力要增大，同时所需要的开模力也增大。因此，从希望斜导柱受力较小的角度考虑，斜角越小越好；但当抽芯距为一定值时，斜角的减小，必然单质斜导柱工作部分长度的增加及开模行程的加大，而开模行程受到注射机开模行程的限制，而且斜导柱工作长度的加长会降低斜导柱的刚性，所以综合考虑，在生产中斜角一般采用 1520，最大不超过 25，此设计选取: 18西安工业大学北方信息工程学院毕
44、业设计（论文）19c. 斜导柱尺寸计算：直径：斜导柱直径主要受弯曲力的影响，由塑料成型工艺与模具设计斜导柱的直径计算，可用查表方法确定斜导柱的直径，由抽芯力和斜角查塑料成型工艺与模具设计得最大弯曲力 F为 3kN，再由 F和 H（侧型芯滑块受得脱模力作用线与斜导柱中心线得交点导斜导柱固定板的距离）查表得斜导柱直径为 15mm，但考虑侧滑块宽度较大，因此将在每个侧滑块上安装两个斜导柱，故取斜导柱直径为：d10mm斜导柱如图 7.1 所示，其工作长度与抽芯距有关：图 7.1 斜导柱斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾斜角以及导柱固定板厚度等有关。斜导柱总长为： /sin6189.4Lm123510cossinzLdhdtgtgm式中： z斜导柱总长度；2d斜导柱固定部分大端直径；h斜导柱固定板厚度，此处即为定模板厚度 30mm；斜导柱工作部分直径；s抽芯距。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）20经计算得到斜导柱总长度为：55mm
