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注塑模设计毕业论文
注塑模设计毕业论文该如何写呢？具体有什么内容？以下是小编为大家整理的有关注塑模设计的论文，希望对你有所帮助！
注塑模设计毕业论文【1】
摘要
本文是关于以汽车底盘零件为研究对象的注塑模设计，通过对其结构形式和材料的注射成型工艺进行正确的分析，设计了一模两腔的塑料注射成型模具。塑料模毕业设计是模具专业学生在学习过程中的一个重要实践性学习环节，其目的是：
1.应用本专业所学的理论知识和实训技能进行一次注射模设计工作的实际训练，以提高独立分析和解决实际问题的技能、培养从科技研究工作的初步能力。
2.通过查设计资料手册和视频，熟悉设计标准和技术规范，通过进行方案论证、设计与计算、cad、u绘数据处理和综合分析，编写说明书等环节进行工程师的基本训练。
3.根据本设计任务书，再通过分析了任务题目连接套筒零件的结构和注射工艺性的基础上，详细介绍了在u软件平台上快速生成连接套筒注射模型腔、型芯的过程。并介绍了运用模具专家系统进行模架和其它零部件设计及开模仿真方法。u的应用缩短了该模具的开发周期，提高了效率，降低了成本。
4.培养勤奋、求实、团结互助、勇于创新的优良品质。希望通过本次毕业设计答辩，进一步巩固、深化、扩大所学到的知识、技能。
关键词: 注射模、cad、u、机械。
引言
近年来，模具在产品制造过程中占据重要地位。模具设计水平的高低，在很大程度上决定了生产率的高低。有效的模具设计可以降低资源调整次数和调整时间，为生产计划与调度提供更大的优化空间，以达到提高生产效率的目的。模具设计是工装系统的重要组成部分，它影响着产品生产的效率和质量。对模具设计进行深入的研究有着重要意义。中国塑料模具制造水平已有较大提高。型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，cad/u等软件技术的应用面已大为扩展，高速加工及rp/rt等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无制造。
面对现在的情况未来模具的发展趋势向模具加工设备提出了特殊要求：一是制造模具的钢材硬度较高，要求模具加工设备具有热稳定性、高可靠性；二是复杂型腔和多功能复合模具要求加工编程程序量大，具有高深孔腔综合切削能力和高稳定性；三是高动态精度。面对激烈的市场竞争以及外资企业的推动，中国许多模具企业结合自身发展需要纷纷加大设备投资，一方面自主开发新工艺、新设备，另一方面也引进国外先进的加工设备。比如美国摩尔坐标磨床，辛辛那提龙门加工中心，德国dm公司的各类精密设备，瑞士制造的各类精密设备如阿奇夏米尔公司，瑞典制造的精密定位基准系统，日本牧野、三菱、沙迪克、大隈等公司的精密设备，瑞士、德国、意大利的五轴高速铣等。此外，还有立式加工中心、立式快速加工中心、数控铣床、数控仿形铣床、电加工机床、数控三坐标测量机、高速高精度电火花成型机、线切割机床、坐标磨床、坐标镗床、镗铣机、成型磨床、光学曲线磨床、带锯床、深孔钻、电极加工机、雕刻机、抛光机、合模机、模具标准件加工专机、高性能热处理设备、快速成型设备、各种刀具及磨刀机、计算机工作站及微机等。
此外，在模具行业内提倡模具生产专业化与模具带产品的两种模式发展国内模具工业；继续在模具企业间形成诚信经营，公平竞争，重合同守信用的经营作风；继续加大模具人才的培训力度，满足上海模具工业的需求；以多种形式交流先进经验，推广现代模具建设、经营办法，促进国内模具企业整体素质提高等。
毕业设计的主要目的有两个：
一是让学生掌握查阅资料手册的能力，能够熟练的运用cad、u等软件进行模具设计；
二是掌握模具设计方法和步骤，了解模具的注射工艺过程。
本书是根据《塑料成型工艺与模具设计》、《注塑成型及模具设计实用技术》、《塑料制品与模具设计》、《中国模具设计大典》等诸多参考资料编写而成。运用u、cad软件设计出选定的塑料制品的纸，由于缺乏经验、知识有限、时间仓促，该书难免出现一些不足之处，请老师和同学们多多指教，谢谢大家的支持。
注塑模设计毕业论文【2】
摘要
塑料件已在日常生活中得到广泛应用，塑件成型工艺要求也越来越完美，注塑模具应用更广泛。本次毕业设计以给定的电器支脚为对象，对该支脚注塑模具进行设计。首先测量塑件尺寸大小，再在U进行逆向三维造型，导出零件的二维纸。在U中进行定分型面、调模架、开框、加顶针等操作，可更加清晰地表达注塑模具的工艺过程。在完成塑料成型工艺特性和塑件结构特点的分析，确定使用一模一腔、大水口分流道方式进浇的二板模。接着详细的设计了模具成型系统、浇注系统、冷却系统和脱件系统的每一个部件，设计内容包括：模仁、成型零件、浇口套、推杆、冷却水路尺寸和位置，最后确定注塑机的型号。
关键词：注塑模具； 塑件成型； 塑料；模具设计 ；
第一章 概述
1.1 课题的引出
随着电子电器产品的广泛使用，其配件的生产愈来愈显得重要。这些配件绝大部分是塑料制品，塑料制品的生产要配以专门的模具，所以模具设计是一块很大的领域，也就形成了模具产业。本课题取材于中型电器支座，该塑料制品需要有相应的模具来成型生产。这次的课题就是要设计出生产该产品的成套模具。
1.2 塑料成型模具在加工工业中的地位
模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如,属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如,形状误差小于0.1～0.3μm的空对空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成型。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。
模具工业又是高新技术产业化的重要领域。模具制造技术水平的提高，模具工业的技术升级，离不开同高新技术的嫁接。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革，就是一个最好的例证。模具的开发和制造水平的提高，有赖于采用数控精密高效加工设备；逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。
模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然应有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。各产业部门需要的装备，有许多是电子信息技术的载体。好像一个人，不仅要有聪明的脑袋
第一章 概述
和灵敏的神经系统，还要有坚强的躯干和灵巧的双手和双脚。机械工业制造的装备一旦与电子信息技术嫁接，就如虎添翼，脑袋更灵光，神经更灵敏，手脚更灵巧了。
模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都还不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口7亿美元左右的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成型，做成制品，才能用于生产和生活的消费。1997年我国生产的塑料制品达700多万吨；2005年塑料制品将增加到1 500万吨左右。建筑业过去与模具工业的关系不大，现在不同了，地板砖和卫生洁具需要大量的陶瓷模具，塑料管件和塑钢门窗也需要大量的塑料模具成型。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。
我们应该进一步加深对模具工业地位与作用的认识，把模具工业放在它应有的位置上，并向政府有关部门汇报和向社会各界宣传，取得共识。在财税政策、技术改造、资金信贷、人员培训等方面，应争取得到政府有关部门和社会各界的重视和大力支持，采取各种有力措施，加速模具工业的发展。
1.3模具技术的现状及发展趋势
1.3.1模具的现状
塑料工业是世界上增长最快的工业之一。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展离不开塑料模具设计，模具工业被誉为“工业之母”。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。模具成型具有优质、高产、低消耗、低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。
第一章 概述
但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。
以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有85﹪成功的希望，其余就要靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平尤为重要。本套模具在设计的中，结合前人的设计经验和这几年模具发展的新成果，采用了很多更合理的模具结构。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。
虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:1、体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。2、开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。3、第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率
第一章 概述
和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。4、专业化、标准化、商品化的程度低、协作差． 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。5、模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
1.3.2模具的发展趋势
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:
1）模具日趋大型化；
2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 3）模具扫描及数字化系统；
4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7）模具的精度将越来越高； 8）模具研磨抛光将自动化、智能化；
9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10）开发新的成形工艺和模具。
1.4设计的任务与要求
（1)设计任务
1．设计给定塑料制品的注塑成形模具，该模具能直接安装在注塑成形机上，生产合格的产品；
2. 用三维软件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）对模具进行分模和结构建模；
3．用二维软件生成模具装配和部分零件。
(2)技术要求
1．模具在一次动作循环中应能生产出合格的产品，并能拉料、脱料、脱模等。
2．模具的寿命要求应能满足生产5万件以上。
3．该注塑产品可根据现有实物进行逆向设计，应结构合理、外形美观，并满足注塑工艺要求和使用功能要求。
(3)方法要求
同学在通过调研、毕业实习、查阅资料和设计计算，确定模具方案后，用三维软件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）相应模具设计模块对零件进行实体造型、分模、模具三维设计，然后结合该软件的工程模块，用二维电子板及Ltools注塑模辅助设计模块，生成装配结构和零件。
1.5设计概要
先对样品进行分析，电器支脚的配合精度不是很高，设计时没必要要求高精度。采用逆向造型的方法，测量样品各方向的尺寸，用U软件进行三维造型，完成后生成二维零件。分析塑料的成型工艺特性，初步确定模具的结构方案，选好标准模架和注射成型机的型号。然后进行冷却系统和浇注系统的设计。接着完成模具成型零件的设计，包括模仁、前后模开框、斜导柱的设计。最后对推出和导向机构进行设计，并选择计算重要零件的工艺参数，对模具各结构的强度进行校核。综上所述，设计了一副一模一腔的塑料模具，该模具能在所选择的注塑成型机上生产出合格的电器支脚。塑件
1-1 注塑产品
第二章 塑件制品的工艺性分析
2.1 塑件材料特性
本塑料产品的材料是尼龙（PA），又称聚酰胺。品种有PA6,PA66,PA610,PA612以及PA1010等。最常用的PA66在尼龙材料中强度最高，PA6有最佳的加工性能。
化学和物理特性
a、 结晶度高
b、机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面硬且光滑、摩擦系数小、耐磨、具有自润滑性、耐热（100℃内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易染色、易成型。冲击强度高（高过ABS、POM，但比PC低），冲击强度随温度、湿度增加而显著增加（吸水后其强度如拉伸强度、硬度、刚度会有下降）。
c、 缺点主要有：热变形温度低，吸湿性大（加工前要充分干燥，加工后要进行调湿处理）注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差。
d、流动性好，容易冲模成型，也易产生飞边，尼龙模具要有较充分的排气措施。
e、 常用于齿轮、凸轮、齿条、联轴节、轴承类传动零件等零件。
2.2 结构分析
在用U把产品三维造型出来以后，应用分析模块，可以分析出产品的体积为6.45104mm3,即64.5cm3，质量为506.67。
产品外观和精度要求不高，采用一般精度MT3，自由公差尺寸则采用MT5，内外表面粗糙度为0.8m。
产品在垂直于出模方向的竖直面上设置1°的拔模斜度。
2.3 塑件材料的成型特性与工艺参数
热塑性塑料的成型方法有注射成型，挤出成型，吹塑成型，吸塑成型的。 注射成型时热塑性塑料产品生产中最为普遍的一种成型方法，塑料首先在注射机的加热料筒内受热熔融变成流体，然后在注塑机的螺杆或柱塞推动下，经注塑机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，在型腔内成型、冷却、固化，脱模后得到制品。生产工艺过程为：生产前调试→加料（粒料或粉料）→注塑机合模→注塑机料筒内熔融→注射、充模、保压→冷却定型→注塑模开启→制品脱模及卸料→清模、制品后处理。
模具设计方面：
a、
PA黏度低，流动性好，容易产生飞边，所以要提高对分型面的加工要求，以确保分型面的紧密贴合，而且模具又必须有良好的排气系统。
b、 c、 d、
浇口设计形式不限。
设计较高模温，以保证结晶度要求。
PA收缩率波动范围大，尺寸稳定性差，模温控制应灵敏可靠，设计模具时应注意从结构方面防止制品出现缩孔，并能提高制品尺寸的稳定性。
e、
选用耐磨性较好的模具材料。
尼龙注塑工艺特性：
a、 原料需充分干燥，温度80~90℃，时间4小时以上。
b、熔料黏度低，流动性好，制品容易出现飞边，故压力取低一些，一般为60~90MPa，以保证取相同压力。
c、 料温控制。过高的料温易使塑件出现色变、质脆以及银丝，而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆。料筒温度一般为220~280℃。 d、收缩率（0.8%~1.4%）,使塑件呈现出尺寸的不稳定
e、 模温控制：一般控制在30~90℃，模温直接影响尼龙结晶情况及性能表现，模温高则结晶度大，刚性，硬度、耐磨性提高;模温低则柔韧性好，伸长率高，收缩性小。
f、 注射速度：高速注射，因为尼龙料熔点高，只有高速注射才能使其顺利充模。
、此产品颜色为黑色。
2.4 确定模具结构方案
从产品的结构可知,1、产品对表面外观要求不高，可采用大水口二板模架。2、冷却系统采用普遍的冷却水管冷却。3、推出机构采用简单的推杆推出。
第三章 成型设备的选择
3.1 注塑成型机的选择
选择的成型机的型号为XS-ZY-125（宁波市海曙泰力机械有限公司），其主要参数如表3-1：
表3-1 注塑机主要参数（XS-ZY-125）
3.2 模架的选择
国产模架比较常用，选CI 2530大水口模。
3.3 有关参数的校核
3.3.1 最大注射量的校核
塑料制品成型一次所需的塑料重量或者体积（塑件和流道凝料之和）应在注
塑机最大注射量的80%以内。前面已经分析过本塑件的体积为64.5cm3。查表3-1所选的注塑机理论注塑量为125cm3。塑件加上一小部分凝料的体积约为理论注塑量的25%，满足要求。
3.3.2 注射压力的校核
制品成型时的注射压力很大程度上影响了制品的表面质量、形状和尺寸精度。注塑机的额定注射压力必须大于制品成型所需的压力，这样才有调整的余地。塑件成型所需的注射压力与塑料种类、塑件形状等因素有关。尼龙塑料的建议注射压力为60~90Mpa，由于本制品的形状不复杂，精度要求一般，故取70Mpa。在注塑机的额定注射压力150Mpa以内，满足要求。
3.3.3 锁模力的校核
锁模力是选注塑机的一个重要参数，在生产某一制品时，若锁模力不够可能会有溢料现象，这样对工作人员造成很大危险。高压的塑料熔体充满型腔时会产生很大的推力，即胀型力T，其大小等于制件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔压强。T一定要小于注塑机的额定锁模力F才能安全生产，通常取额定锁模力的80%，以保证注射时不发生溢料。T可按下式计算：
T=制品投影面积A×型腔压强P （3-1）
正常生产中，PA成型时所选用的型腔压强值为42Mpa。制品投影面积可从零件中可分析出：
3.1447.52 mm242MPa297.55KN
3.3.4 模具部分安装尺寸的校核
注塑机能生产出合格产品的前提是模具能顺利的安装在注射机上，在选注射机时必须校核注塑机上与模具安装有关的尺寸。不同型号的注塑机，其安装模具部位的尺寸各不相同。要校核的主要尺寸包括模具最大和最小厚度，模具的长宽，喷嘴尺寸，以及定位圈尺寸。
（1）模具厚度的校核
模具厚度的最大最小值应在注射机规定的最大最小值之间，这样模板闭合时才能达到规定的锁模力。本设计中模具的厚度为261mm，在注塑机的最大300mm与最小200mm范围内，能满足要求。
（2）模具的长度和宽度校核
要校核长度和宽度，主要是考虑模具在注塑机上的固定方式。通常不配套生产的模具都采用压板固定方式固定，只需模具动、定固定板上有螺钉孔即可。本套模具的长度为300mm，宽度为250mm，在注塑机拉杆间距260mm×3600mm
之间，故能够满足安装要求。
（3）定位圈尺寸的校核
模具上的定位圈和注塑机固定板上的定位孔都是按标准进行加工的，安装时肯定可以使主流道中心线与注塑机喷嘴中心线重合，能够满足要求。
（4）开模行程的校核
模具开模后为了取出制品，要求有足够的开模距离。二板模的最小开模行程S可按下式计算：
SH1H2（5~10）mm （3-2）
H1——制品所需推出的最小距离； H2——制品及浇注系统凝料的总高度；
5~10mm——安全距离。
从装配中可找出H120.3mm，H295.8mm，代入式3-2得： S=20.3+95.8+10=126.1mm
小于注塑机的移模行程300mm，故能满足开模要求。
第四章 浇注系统的设计
4.1 分型面的选择
4.1.1 型腔数目的确定
合理的确定型腔数可以提高生产率和经济性。型腔数的确定要考虑塑件的结构特点，若零件结构简单、尺寸又不大则可定为一模多腔，若零件结构复杂，如：有很多侧抽芯且不规则布置，一般定为一模一腔。为了使模具尺寸合理、复杂度减小，定为一模一腔。这样浇注系统的设计也变的更简单了
4.1.2 分型面的选择
分型面就是型芯和型腔的分界面。塑件结构规则的话，最好以平面作为分型面；不规则的话，要以有利于分模为原则设定分型面。分型面的选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能均有很大的影响。分型面设计的一般原则： （1） 有利于脱模；
（2） 必须确保塑料制品尺寸精度； （3） 必须保证塑料制品外观质量要求； （4） 有利于简化模具结构； （5） 方便模具制造；
（6） 分型面上尽量避免尖角利边； （7） 满足注射机技术规格的要求。
本塑件有侧抽芯机构，侧抽芯机构应尽量安排在动模，这样虽然不利于推出制品，但能简化模具，权衡利弊，分型面4-1：
制品分型面的选择
4.2 流道与浇口的确定
浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。 浇注系统设计时应遵循如下原则：
（1） 保证制品的外观质量 对有表面质量要求的产品，应尽量将浇口设置在制
品的隐蔽部位。若无法做到，则应使浇口容易切除。 （2） 保证制品的内部质量
浇口的形式和数量选择合理的话，能保证塑料熔体迅速填充型腔，使制品内部组织细密。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，避免制品内形成气泡。
（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。
（4）不影响自动化生产
由于制品中间是孔，要设计分流道。4-2：
流道和浇口设计
制品脱模取出后，要后续切除留在制品上的主流道凝料，并修磨掉棱角。
4.3排气系统的设计
在模具设计中排气是很重要的问题，困气的后果有： （1） 在制品表面形成流痕、气纹、接缝，使表面轮廓不清。 （2） 填充困难，产生飞边。
（3） 气体被压缩产生高温，造成制品困气处局部炭化烧焦。 （4） 制品内部产生气泡，致使制品组织疏松，强度下降。
（5） 使制品内部残留内应力很高，制品外形可能变形，尺寸误差很大。 （6） 降低熔体填充速度，使成型周期加长。
注塑模的排气方式有一下几种：流道排气、分型面排气、镶件配合面及侧向抽芯结构排气、加排气杆、推杆或推管与动模镶件的配合面、透气钢排气等。
本制品的排气很简单，型芯已整块做成镶件，非常有利于排气，再加上推管、侧抽芯机构和分型面，整体上不存在排气困难，故不用另外设置排气结构。
4.4流长比的校核
熔体流动长度与制品壁厚度的比值叫流长比，流长比是一个很重要的参数，可以考虑制品最多能做多薄而不产生成型缺陷。流长比与注射压力有关，PA的平均流长比为170:1。流长比的计算公式为：
ki1nLi （4-1） wi
式中， Li：流动路径各段长度，mm；
wi：流动路径各段的型腔厚度，mm；
n：流动路径总段数。
本制品4-3：
流长比计算见
将数据代入式4-1有：k
的流长比范围内，符合要求。 65.8915.68.116.127.17,完全在允许4.814.13.423.8
第五章 成型零部件的设计与计算
5.1 凹模、凸模的结构设计
凹凸模一般都做成内模镶件的形式，而不是直接在A、B板上加工。这样做的好处就是能节省优质钢材，还有利于排气。
5.1.1 凹模的结构设计
凹模是装在定模板上的镶件，用以成型塑料的外表面。凹模有整体式和组合式两种。组合式凹模的刚性不及整体式，易在制品表面留下痕迹，影响外观，但可以通过配合间隙来排气，只适合于型腔难加工结构较复杂的制品。对于凹模中易磨损的部位也采用组合式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。本制品，型腔结构很简单，也不容易磨损，故可以采用整体式凹模
5.1.2 凸模的结构设计
凸模是装在动模里的镶件，用以成型塑料制品的内部结构。凸模和凹模一样分为组合式和整体式。因为镶嵌式同样难以加工，则两个模仁都采用整体式，5-1：
5-1 凹凸模示意
5.1.3 A板的结构设计
A板（定模板）的长度即模架的长度，本例模架选择的2530-CI型；定模板厚度在有面板的情况下为框深20~30mm。厚度尽量取小些，可减少主流道长度，缩短成型周期，还可在前模安装在注塑机上生产时，紧贴注塑机定模板以避免变形，本板加厚20mm。其形如下：
5.1.4 B板的结构设计
B板（动模板）的长度也即模架的长度，所以长度数值等于A板。动模板的厚度一般等同于开框深度加30~60mm左右。其厚度应取大些，以增加模具的强度和刚度，本板加厚35mm。其形状如下：
5.2 成型零部件的尺寸计算
型芯型腔尺寸都由U自动生成，不必计算。我们要确定的是内模镶件尺寸。确定内模镶件尺寸的方法有两种：经验法和计算法。在实际工作中常常采用经验确定法而不是计算法。总体原则是：必须保证模具具有足够的强度和刚度，是模具在使用寿命内不致变形。
（1） 确定内模镶件的长、宽尺寸
型腔至内模镶件边之间的钢厚A可取15~50mm，型腔的深度越深，A也取得越大。本制品凹凸模长宽尺寸相同。制品直径95mm，可取模仁宽度为145mm，即单边钢厚取得24.5mm。制品长226mm，模仁长度取为295mm，即单边钢厚取34.5mm。
（2） 确定内模镶件高度尺寸
① 凹模厚度Ha 一般在型腔深度基础上加15~20mm，当制品在分型面上的投
影面积大200cm2时，宜取25~30mm。本制品在它的分型面上的投影面积约为287.7cm2，因为凹模上没有多大的腔体，所以取Ha为25mm。
② 凸模厚度Hb Hb=型腔深度+封料尺寸（最小8mm）+钢厚14mm左右。本
制品型腔深度为33，故Hb取55mm
内模镶件与模板的配合为过渡配合，公差为H7/m6，内模镶件之间的配合公差为H7/m6。
内模镶件设计好了后，就要设计动、定模的开框尺寸。开框的长宽基本尺寸等于内模镶件的长度和宽度基本尺寸，公差配合取H7/m6；A、B的开框深度分别比内模镶件的高度尺寸小0.5mm，使镶件装配后高出分型面0.5mm，以保证模具在生产时分型面优先接触。当开框深度≤50mm时，开框圆角半径R=13mm，我们就取13mm。
第六章 脱模机构及合模导向机构的设计
6.1 脱模机构的设计
在注射动作结束后，制品在模具内冷却成型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服包紧力而产生摩擦力。要使塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损坏地推出，就必须设计相应的脱模系统。脱模系统主要包括：①推杆、拉料杆、推板、推块等推出零件；②复位杆、复位弹簧及推杆板先复位机构等推出零件的复位零件；③推杆固定板和推杆底板等推出零件的固定零件。
推杆结构示意
1、塑件 2、凸模 3、推杆 4、拉料杆 5、推杆固定板 6、推杆底板 7、底板
脱模力的计算
脱模力的理论计算公式是：
F脱=f*F正*cos－F正*sin （7-1）[1]
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F阻，其值
为：F阻=0.1A（A为型芯端面面积mm2）。
在实际生产中并不是都要去计算脱模力，而是根据经验来选择推出零件的尺寸，至于注射机顶棍的推力是完全满足工作要求的。
本设计中采用推管推出的形式。在选择推管时要注意推管型芯直径要大于或等于零件螺丝柱位内孔直径，推管外径要小于或等于螺丝柱的外径，并去标准值。推管的长度取决于模具大小和制品的结构尺寸。本塑件选用的推杆规格有3mm146.4mm四根： 4mm145.4mm四根；拉料杆6 150.8mm一根。具体布置位置见装配纸。
6.2 导向机构的设计
模具上相对活动的零部件都必须有精确的导向机构，使其能按照设计师给定的轨迹运动。另外，模具在高温高压下成型，成型零件会受到很大的侧向压力，使其有错位的倾向，为提高模具的刚度和强度，还必须有定位结构。
在注塑模具中，导向机构的作用有以下几点：
（1）定位作用 模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。在模具装配过程中也会起到定位的作用，即便于模具的装配和调整。
（2）导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动、定模准确不合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
（3）承受一定的侧向压力 塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力，导柱将承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。如果侧向压力很大或精度要求高时，则不能单靠导柱来承担。
（4）承受模具重量 模具上的活动件在开模时及开模后都悬挂在导柱上，须由导柱支撑其重量，所以导柱的强度一定要足够。
6.2.1 A、B板导柱设计
本制品属于对称零件，成型时侧向压力不会很大，所以可以只采用导柱来兼起导向和定位的作用。
导向系统设计时，导柱与导套的配合为间隙配合，配合公差为H7/f7，表面粗糙度0.4m；导柱与安装孔采用过度配合H7/m6，表面粗糙度0.8m。由于塑件通常留在动模，所以为了便于制品取出，导柱通常安装在定模。
6.2.2 推杆板导柱设计
推杆板导柱的作用是减少复位杆、推杆、推管或斜推杆等零件和动模内模镶件的摩擦。推杆板导柱的装配有三种方式：①导柱固定于动模底板上，穿过推杆板，插入动模托板或动模板，导柱的长度以伸入托板后动模板深H=10~15mm为宜。②导柱固定于动模托板上，穿过两块推杆板，不插入底板。③导柱固定于动模底板上，穿过推杆板，但不插入动模托板或动模板。在注塑模中最常用的是第一种方式。
推杆板导柱数量和直径的确定方法：
直径一般与标准模架的复位杆直径相同，但也取决于导柱的长度和数量。如果方铁加高，则导柱的直径应比复位杆直径大5~10mm。
对于宽400mm以下的模架，采用2支导柱；对于宽400mm以上的模架，采用4支导柱。
本设计中推杆板导柱直径取15mm，位置x方向间距取95mm，y方向间距取200mm。
第七章 温度调节系统的设计与计算
在模具生产中，为了保证塑料制品的成型质量和生产效率，必须利用外部介质对模具进行加热或冷却，将模具温度控制在一个合理的范围内。模具中将熔体的热量源源不断地传递出去，或者将模具加热到模具正常的注射温度的那部分结构就叫温度控制系统。对于大多数塑料来说，模具都需要冷却。但对于黏度高、流动性差的塑料，提高模温可以较好地改善其流动性，所以要设置加热系统。模温对制品精度有很大影响：模具温度过高，成型收缩不均，脱模后制品变形多大，还容易造成溢料和粘模；模具温度过低，则熔体流动性差，制品轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。另外，模具温度若控制得好，熔体可以及时固化、开模及取出成型制品，缩短了成型周期，能提高生产率。
母模仁水路布置示
7.1 计算冷却管道直径
根据牛顿冷却定律：
QAT'
式中 Q——冷却介质从模具带走的热量；
——冷却管道与冷却介质间的传热系数；
A——冷却管道的热传面积；
T——模具温度与冷却介质的温度差；
'——冷却时间。
从式中可知，冷却水孔的直径越大越好。但冷却水孔的直径太大会导致冷却水的流动出现层流，降低冷却效果。冷却水孔的直径一般在5mm到13mm之间，
设计中常按经验确定其大小。可按表7-1查取：
表7-1 根据模具大小确定冷却管道直径
7.2 冷却回路的布置形式
冷却回路数量要根据具体模具结构来确定，总体原则是要均匀充分冷却。本制品有较深的型腔，故冷却管道要深入到型芯才能充分冷却，7-1所示。具体位置布置见模具装配纸。
总结
通过这次的毕业设计，初步认识了注塑模的工艺，注意到在设计过程中的一些问题，同时对模具的结构和工作原理有了一定的了解。在一开始，我们对模具没有什么概念。老师为了让我们对模具的结构有个充分的形象了解，介绍我们去塑料生产厂参观实习。在实习中，结合模具实物的讲解，我们学习了模具的各种结构和注塑机的工作原理。
根据塑料制品，我们先进行逆向三维建模，导出零件的二维纸。经过塑料成型工艺特性和塑件结构特点的分析，确定了模具的结构方案。之后就是选好成型设备和其他辅助系统，计算好各结构的重要尺寸。
这次设计中都是使用U三维软件和CAD二维软件。这个过程让我了解了它们之间的联系，熟练掌握模具的CAD/CAM/CAE技术是改造传统模具生产方式的关键技术。同时使我更能够联系实际去设计，多方面，多角度的去思考，相信这次的设计对我们将来从事设计工作有很大的帮助。
注塑模设计毕业论文【3】
摘要
塑料行业是20世纪发展最快的行业，也是21世纪最有前途的行业之一。塑料的发展直接导致了注塑模具的发展。塑料模具是用来生产塑料制品的工具。本课题主要是针对接线端子的模具设计，涵盖了浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统，注塑机的选择及有关参数等的详细设计，并进行了简单的加工工艺的编制。通过塑料模具的设计，能够全面的了解塑料模具设计的基本原则，熟练使用Solidworks、AutoCAD软件进行模具设计，为以后的工作奠定了基础。
关键词：接线端子；塑料模具；浇注系统；浇口。
主要符号表
p公公称压力 p0注射压力
v公最大注射量 S收缩率
qv体积流量 α'锁紧块的斜角
Hmax模具最大闭合高度 a斜导柱倾斜角
Hmin模具最小闭合高度 α斜导柱倾斜角
S机开模行程
Smax最大收缩率
δz模具制造公差
h3传热膜系数
[σ]材料的许用应力
S抽抽芯距
ti流道中各段流程的厚度
Q总模具型腔的总热量
L斜导柱的有效工作长度
F2导滑槽与滑块之间的摩擦阻力
t0塑料脱模温度
Li流道中各段流程的长度
f摩擦系数 S模具制造公差 δc模具磨损量 d斜导柱直径 P导滑槽施加的压力 p塑件对型芯产生的单位正压力 A塑件包紧型芯的侧面积 [δ]为脱模板中心允许的最大变形量 Le结晶型塑料溶解潜热 F1斜导柱与滑块之间的摩擦阻力 Q'抽拔阻力
1.绪论
1.1 前言
近年来，塑料制品在工业、电器、医药、交通运输等行业的应用越来越广泛，是材料工业中发展最快的领域之一。塑料广泛应用得益于它自身的性能与特点，首先塑料的质量轻，密度小，这使得在相同体积下与其他金属制品相比较，塑料制品的重量就要比金属材料制品的重量轻得多。第二得益于塑料比强度高，能够更大程度满足设计需要。塑料注射模具是生产塑料制品的一种工具，也是赋予塑料制品精准尺寸和完整结构的工具。用塑料注射模具生产的零件，具有生产率高、质量好、成本低等一系列优点。因此塑料注塑模具发展水平的高低，是一个国家机械水平的重要标尺。
1.2模具发展现状及国内外发展方向
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品，工业用品的统称塑料的出现给人类带来了极大地便利，由于其有成本低廉、抗腐蚀能力强、可塑性强、还可用于制备燃料油和燃料气，降低原油消耗等无可替代的优点，自发明之日起就广受欢迎，随着加工工艺的进步和技术的突破，塑料制品渗透进我们生活的方方面面，成为最重要的必需品[1]。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展
[2]。注塑成型时将融化的塑料由高压射入模具，经冷却凝固，得到塑料制品的一种加工形式。它具有成型率高、塑件质量稳定、自动化程度高、成本低等优点，在塑料生产中占十分重要的地位。注塑模具时注塑成型的一种重要工艺装备，其在注塑成型中处于核心地位。据统计。注塑模具在整个模具的总量中占50%以上
[3]。通过对塑料制品的注塑模具的设计，能够熟悉和掌握塑料制品的设计全过程，能够根据塑件材料的不同性能，不同的结构特点，选择适合的模具结构，使我们在塑件结构设计，塑料成型工艺分析等方面有综合提升，为以后从事模具相关工作奠定基础[4]。大型注塑、精密注塑和薄壁注塑是当前存在的三种主要的注塑形式，由于其注塑工艺的小同，对模具的要求也小同[5]。
随着工业技术的快速发展，“以塑代钢”的零件在电子、电信、医疗、汽车、仪表等行业的应用越来越多,对塑料制品的品质要求也越来越高[6]。我国的塑料模具工业从起步到现在，历时半个世纪之久，有了很大发展，模具水平有了较大提高[7]。近年来，随着汽车，家电，电子通讯设备的迅猛发展，在未来的模具市场中，塑料模具占总模具的比例将逐步提高，且发展将会快于其他模具[8]。先进
制造技术的出现正急剧改变着模具业的产品结构和生产过程，对模具的要求越来越苛刻[9]。现如今，模具正向着两个方向发展:高速、精密、长寿命;短周期、低成本、高产出[10]。计算机技术、软件技术、新材料、新技术的发展使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著[11]。我国注塑模具未来的发展趋势: CAD /CAM /CAE 技术将广泛应用于注塑模具设计；热流道模具在 注塑模具中的比重将逐渐提高；专用和优质模具材料将不断推陈出新,智能化、自动化研磨抛光将得到应用;模具标准化程度将不断提高[12]。
国外注塑成型技术在向多工位，高效率，自动化，连续化，低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂，多功能的方向发展[13]。目前，欧洲模具业已经能感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44%和61%左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了25%左右。据统计,前些年全球58%的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右[14]。据统计日本一万多家模具企业中生产塑料模和冲压模的各40%左右;韩国模具专业厂中生产塑料模的占43.9%生产冲压模的占44.8%。在塑料模具中由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品适用于高效率、大批量的自动化生产方式使其在塑料模中的占用量超过了5%[15]。
1.3本课题的内容和基本要求
1.3.1 本课题的内容
1.根据塑件进行测绘，画出二维及三维零件且进行结构分析； 2.确定分型面，型腔数目、浇注系统；初步拟订模具结构方案； 3.选择设备、确定有关工艺参数； 4.方案论证,型腔等结构设计，强度等计算； 5.绘制模具装配及零件；
6.应用Pro/E或其他三维绘软件做出模具三维结构。
1.3.2 基本要求
（1）绘要求（用AutoCAD和Pro/E软件或其他相应软件）
测绘塑料零件 （二维及三维）；
模具动模、定模镶块等主要型腔零件及模具总装配（二维及三维）；
（2）根据所设计的模具，编写说明书，具体内容如下：（编写格式和装订要求按教务处统一规定）
分析塑料件的材料、形状、结构对注塑成型的影响；
分析所采用模具结构方案，着重分析难点（侧抽型、型腔、哈佛模、点浇口、二次顶出机构等）；
分析所有分型面，选出最佳分型面；
确定哪些面有脱模斜度 ，确定各种配合的形式并说明理由；
分析浇口位置、浇口形式及所采用的理由并说明所采用推顶装置设置的位置及其理由；
对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析；
对所选注射机进行校核；
说明该模具的开合模动作过程；注：（以上说明均要有相应的插）
（3）计算下列尺寸
有关成型零件工作尺寸的计算 ;
斜导柱长度及抽拔力的计算；
成型型腔壁厚、动模垫板厚度校核计算;
冷却水道面积计算；
（4）对设计中典型零件编制工艺规程过程卡（至少2个零件每个零件10道以上的工序）；
（5）外文资料翻译 2000英文字符左右 （原文第一作者为非中国人的PDF文件格式）
（6）生产批量：50万件；
2.零件材料分析
2.1零件的材料及材料的特性
该接线端子的材料是ABS塑料 2.1.1 ABS塑料的特点
ABS是丙烯腈-丁二苯-苯乙烯共聚物的缩写。它的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。ABS制品强度高、刚度好，硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好。有优良的成型加工性，尺寸稳定性，电镀性能好。用途广泛，在机械行业用来制造齿轮、泵叶轮、把手、管道、电机外壳等；在汽车工业ABS制造汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等，还可以用ABS夹层制造小轿车车身，还可以制造水表壳，电气零件等。 2.1.2 ABS的.技术指标 密度 1.02-1.16/cm3 比体积 0.86-0.98 cm/ 吸水性 0.2-0.4% 收缩率 0.4-0.7% 熔点 130-160°C 热变形温度 90-108°C
抗拉屈服强度 830-1030 Pa 拉伸弹性模强 5000 Pa 弯曲强度 180Pa 硬度 9.7HBS
2.1.3 ABS 注射成形工艺参数 注射机类型：螺杆式· 螺杆转速： 30-60r/min 料筒温度：后段 150-157°C
中段 165-180°C 前段 180-200°C
喷嘴温度： 170-180°C
预热温度： 80-85°C 模具温度： 50-80°C 注射压力： 70-100Pa 注射时间： 20-90 s 高压时间： 0-5 s 冷却时间： 20-120 s
2.1
塑件
3.方案的论证
3.1 ABS注射成型的原理及工艺过程
3.1.1 注射成型的原理
利用塑料的可挤压性和可模塑性，将粉状成型物料或松散的颗粒从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为黏流态熔体，在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。
3.1.2热塑性注射成型工艺过程
注射成型工艺过程包括成型前的准备、注射过程和制品的后处理。 （1）成型前的准备
①原料外观的检验和工艺性能的测定； ②物料的预热和干燥；
③嵌块的预热； ④料筒的清洗； ⑤脱模剂的选择。 （2）注射过程
注塑过程可简写为：加料→塑化→注射→保压→冷却→脱模。
①加热、预塑化螺杆在传动系统的驱动下，将来自料斗的塑料向前输送，压实，在料筒外加热器、螺杆和机筒的剪切、摩擦的混合作用下，塑料逐渐熔融，在料筒的头部已积累了一定量的熔融塑料，在熔体的压力下，螺杆缓慢后退。 ②合模和锁紧锁模机构推动模板及安装在动模板上的模具动模部分与定模板上的模具定模部分合模并锁紧，以保证成型时可提供足够的夹紧力使模具锁紧。 ③注塑装置前移当合模完成后，整个料筒迁移，使注射机喷嘴与模具主流道口完全贴合。
④注射、保压在锁模和喷嘴完全贴合模具以后，注射液压缸进入高压油，推动螺杆相对料筒前移，将积聚在料筒的头部的熔体以足够压力注入模具的型腔，因温度降低而使塑料体积产生收缩，为保证塑料制品的致密性、尺寸精度和力学性能，需对模具型腔内的熔体保持一定的压力，以补充熔体。
⑤卸压当模具浇口处的熔体冻结时，即可卸压。同时熔体在型腔内冷却固化
成为塑料制品。
⑥开展、推出塑料制品模具型腔内的塑料制品经过冷却定性后，锁模机构开模，并且推出模具内的塑料制品。 (3)塑件后处理
塑件在成型过程中，由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶、定向、以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂。因此，应该设法消除掉。消除的方法有退火处理和调湿处理。 （1）退火处理
①退火处理的目的 a.消除或降低塑料制品成型后的残余应力；b.降低塑料制品的硬度，提高塑料制品的韧度；
②退火工具烘箱或液体介质（如热水、热油等）；
③退火温度塑料制品使用温度加10-20℃.或塑料制品变形温度减10-20℃。 ④退火时间退火时间与塑料制品壁厚有关，通常可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。 （2）调湿处理
①调湿目的调湿处理主要是针对吸湿性很强，且易氧化的尼龙类制品，用于消除内应力打到吸湿平衡，以稳定尺寸。
②调湿介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121℃）。 ③调湿温度100-120℃。 ④调试时间保湿时间与壁厚无关，通常为2-9h。
3.2注射模具的基本组成
3.2.1基本组成 a.成型零件 b.排气系统 c.结构件
d.侧向抽芯机构 e.温度调节系统 f.脱模系统 .导向定位系统
3.3 方案的论证和初步确定
a、 第一种 采用斜导柱和滑块同在动模一侧，利用斜导柱实现斜抽芯，由于滑块始终不脱离斜导柱，结构比较简单。适用于抽拔力不大，抽芯距不长的情况。 b、 第二种 采用三板式结构，斜导柱安装在定模型板上，利用斜滑块六面抽芯机构成型塑件六个滚珠凹槽。利用弹簧分型实现第一个分型面的打开，定距拉杆
实现第二个分型的打开，利用推板顶出机构顶出塑件、实现脱模。 本模具采用第一种方案。
4.注射成型机的选择
4.1 估算零件体积及质量
4.1.1 估算零件体积 a.计算零件的体积 由天平称得塑件质量为 v3.72塑=
m塑ρ
=
1.05 cm=3.8cm3 加上飞边及流道损失，选浇口及流道损失
v浇=4cm3
v总=v塑+v浇=3.8cm3+4cm3=7.8cm3 在加工过程中考虑到塑料的利用率，取利用系数k=0.8 故注射成型最大注射量v实
公应大于或等于
vk
v实公≥
vk
=7.8cm3/0.8=9.43cm3 4.2选择注射机及注射机的主要参数
4.2.1选择注射机
根据注射容积初选注射机型号为HTF86/TJ
(3-1)
(3-2)
表4.1注射机参数
4.3.1注射基本压力校核
校核所选注塑机的注射压力能否满足塑件成型时所需要的注射压力查得ABS的注射压力56-176 MPa； 根据所选注塑机的公称压力为183MPa满足要求 4.3.2 锁模力的校核
当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力，即胀型力。胀型力大小等于塑料制品和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压强，它应小于注射剂的额定锁模力，通常取额定锁模力的80%左右，以保证不出现溢料的现象。即： F锁≥
F胀0.8
p0。即: 。
p0；
=A分×P型 (3-4)
两腔总的投影面积为：A分=27×65=1755mm2 由于p型通常为20～40MPa所以取p型=40MPa 计算其所需锁模力为：F锁≥ 0.8=2.279×104N 满足要求
4.3.3安装部分相关尺寸的校核
为了使注塑模能顺利地安装在注射机上并生产出合格的塑料制品，在选用注射机时，还必须校核注射机与模具安装有关的尺寸。模具的宽度必须小于注射机拉杆间距，即，这样模具才能进入注射机。360mm350mm，满足要求。 4.3.4模具厚度校核
模具厚度必须满足下式： Hmin≤H≤Hmax
式中H—模具闭合厚度，mm；
F胀
Hmin—注塑机所允许的最小模具厚度，150mm； Hmax
—注塑机所允许的最大模具厚度，360mm；
根据结构草，初选的模具厚度为300mm。则满足要求。 4.3.5开模行程的校核
选用注射机时，应使注射机动模板的开模行程与模具的开模行程相适应。开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于单分型面的注塑模具，其开模行程按下式效核
S≥H1+H2+ 5~10 mm（3-5）
式中S—注塑加工机最大开模行程(移动模板台面行程)，mm; H1—塑件脱模距离，此模具中为40mm; H2—包括流道凝料在内的塑件高度，此模具中为50mm,
S=40+50+10=100mm
4.2二板模开模行程
由于动板模的开模行程310mm大于最小开模行程100mm，所以开模行程校核合理
5.浇注系统的设计
5.1 浇注系统的作用
模具浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔入口为止的一段熔体通道。它的作用是让高温熔体在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。
5.2浇注系统设计的设计原则
（1）保证制品的外观质量 （2）保证制品的内部质量 （3）阻力最小
（4）不影响自动化生产
5.3 浇注系统的组成
浇注系统是由主流道、分流道、冷料穴和浇口组成。
5.4主流道设计
主流道通常位于模具的中心，是塑料熔体的入口，其形状为圆锥形，便于熔融塑料的顺利进入，开模时又能使主流道的凝料顺利拔出。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成。主流道设计如下： 小口直径 主流道锥度 长度 倒角
故主流道的结构形式5.1。
5.1主流道
5.5冷料井设计
冷料井的位置正对主浇道的动模上，它的作用是将物料前端的“冷料”收集起来，防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量。开模时冷料井起到将主流道的冷凝料拉出。冷料井有带Z形拉料勾的冷料井；带球头形拉料的冷料井；倒锥形冷料井等。
本方案采用的是带Z形拉料勾的冷料井。
5.6分流道设计
主流道与浇口之间的通道称为分流道。 5.6.1分流道的布置形式
为了尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同事还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。所示。
5.2分流道布置形式
5.6.2分流道长度
根据两个型腔的结构设计，分流道长度适中，5.2。
5.6.3分流道截面形状
常用的分流道截面形状有圆形、正方形、梯形、U形、半圆形和正六角等。考虑加工工艺，装配和经济性，本模具采用圆形截面分流道。
5.6.4分流道的截面尺寸
根据塑件的体积、形状、壁厚、所用塑料的工艺性能、注射速率以及浇道的长度等因素来确定。
对于壁厚小于3mm（本塑件厚度为2mm），质量在200(本塑件质量3.72)以下的塑件可用一下经验公式确定分流道的直径[15]。
D 0.2654W1/2L1/4 （4.1） 式中D—分流道的直径，mm；
W—流经分流道的塑料量，；
L—分流道长度，mm。
5.4浇口设计
浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、圆环浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。该塑件采用一模两腔注射，侧浇口。位置在塑件的顶端中心位置。
6.成型零件设计
模具生产时用来填充塑料熔体，成型制品的空间叫型腔，构成注塑模模具部分的模具零件统称为成型零件，又叫内模镶件。内模镶件包括凹模、凸模、内模小镶件、侧向抽芯机构、斜推杆及推出零件等。
6.1分型面的设计
6.1.1分型面的分类及选择原则
在模具中，能够取出制品或流道凝料的可分离的接触面，都叫分型面。 分型面有两种：一种是模具分开时，分型面两边的模板都做移动；另一种是模具分开时，其中一边的模板不动，另一边模板作移动。
分型面选择的原则
（1）有利于脱模
（2）必须确保塑料制品尺寸精度
（3）必须保证塑料制品外观质量要求
（4）有利于简化模具结构
（5）方便模具制造
（6）分型面上尽量避免尖角利边
（7）满足注射机技术规格的要求
6.1.2分型面的确定
该模具中分型面设在截面尺寸最大的部位，，A-A截面
6.1塑件
6.2型腔分布
模具型腔在模板上的排列方式有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具有简单的抽芯结构，综合考虑模具设计为一模两腔，零件采用对称排列，有利于节约材料，简化结构。具体排布5.2。
6.2分流道示意
6.3成型零件结构设计
6.3.1成型零件具备的性能
由于成型零件质量直接影响到塑件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备一下性能：
（1）具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温和高压；
（2）具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损；
（3）具有良好的抛光性能和耐腐蚀性能；
（4）零件的加工性能好，可淬性良好，热处理变形小；
（5）成型部位须有足够的位置精度和尺寸精度。
6.3.2凹模结构设计
凹模用于成型塑件的外表面，又称为型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。
由于该模具结构简单，又属于中小型模具，所以凹模板采用整体式。
6.3.3凸模的结构设计
凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体[5]。
凸模板采用整体式。
6.3.4影响塑件尺寸和精度的因素
工作尺寸是成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸与高度尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面[7]：
（1）成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为
式中：δs—为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差，mm；
Smax—为塑料的最大收缩率，%；
Smin—为塑料的最小收缩率，%；
Ls—为塑件尺寸，mm。
一般由收缩率引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。
（2）模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7～IT8级之间，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。
（3）零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。
（4）模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸和位置精度。 综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成型零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。
7.导向机构设计
7.1 导向机构的作用和设计原则
7.1.1导向机构的作用
（1）定位作用模具闭合后，保证动定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。导向机构在模具装配过程中也会起到定位作用，即便于模具的装配和调整。
（2）导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模准确闭合、避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
（3）承受一定的侧向压力塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力或受成型设备精度低的影响，导柱将承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧向压力很大或精度要求很高时，不能单靠导柱来承担，需增设定位机构来承担侧向压力。
（4）承受模具重量模具上的活动件，如推杆固定板和推杆底板、点浇口模架中的流道推板和A板、大水口模架中的推板等，它们开模时及开模后都悬挂在导柱上，须由导柱支撑其重量。
7.1.2导向机构的设计原则
主要设计原则（1）导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形；（2）导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度；（3）导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求；（4）导柱和导套应有足够的耐磨性；（5）为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。
7.2导柱、导套设计
导柱导向是指导柱与导套采用间隙配合使导柱在导套内滑动，配合间隙一般采用H7/f7级配合。
7.2.1导柱的设计
导柱的基本结构形式有两种。一种是除安装部分的凸肩外，其余部分直径相同，成为带头导柱B4169.4-84；另一种是除安装部分的凸肩外，安装的配合部
分直径比外伸的工作部分直径大，成为有肩导套B4169.5-84。为了减小导柱导套的摩擦，有的导柱开设油槽 [18]。
本模具采用加油槽的带头导柱，根据B4169.4-84选用直径为30mm长度为186mm的导柱。其示意6.1
7.1导柱
7.2.2导套设计
由于导柱已选定所以由机械设计手册可查的与之相配的导套为。为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前段倒一圆角R。
根据导柱选择直径为30mm的导套，其结构6.2.
7.2导套
8.脱模机构的设计
在注塑模中，将冷却固化后的塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损地推出的机构成为脱模机构。
8.1脱模机构的设计原则
塑件滞留于动模，模具开启后应以使塑件及浇口凝料滞留于带有脱模装置的动模上，以便模具脱模装置在注射机顶杆的驱动下完成脱模动作。
保证塑件不变形损坏，这是脱模机构应达到的基本要求。首先要正确分析塑件对型腔或型芯的附着力的大小以及所在的部位，有针对性地选择何时的脱模方法和脱模位置，使顶出中心和脱模阻力中心相重合。型芯由于塑件收缩时对其包紧力最大，因此顶出的作用应该竟可能地靠近型芯，顶出力应该作用于塑件刚度、强度最大的部位，作用面尽可能大一些。影响脱模力大小的因素很多，当材料的收缩率大，塑件壁厚大，模具的型芯形状复杂，脱模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高时，脱模阻力就会增大，反之则小。
力求良好的塑件外观，顶出塑件的位置应该尽量设在塑件内部或对外观影响不大的部位，在采用顶杆脱模时尤其要注意这个问题。
8.2 顶出机构的确定
顶出机构的功能是在任何正常的情况，顶出机构都能确实可靠的将成型塑件从模板一侧顶出，并在合模时其相关的顶出零件确保不与其它模具零件相干扰的恢复到原来的位置。
顶出机构的设计原则：开模时应留在动模的一侧；塑件在成型顶出后，一般都有痕迹，但应尽量使顶出残留痕迹不影响塑件的外观，一般顶出机构应设在塑件内表面以及不显眼的位置；顶出装置力求均匀分布，顶出力作用点应在塑件承受顶出力最大的部位，即不易变形或损伤的部位，尽量避免顶出力作用于最薄的位置，防止塑件在顶出过程中的变形和损伤；顶出机构应平稳顺畅，灵活可靠。 顶出机构有多种类型，本设计采用顶杆中心顶出。采用段面形状为圆柱形的顶杆，圆柱型顶杆是最常用的一种，由于这个形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，且容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易卡滞等优点，因此，我们采用圆柱形顶杆顶出。
8.3脱模力的计算
经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有不通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运动时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。 塑件的脱模力计算公式如下所示。
F总脱=pAcosα ftanα
1+fsinαcosα+0.1A (8-1)
式中 p——塑件对型芯产生的单位正压力，一般p=；本塑件是薄件，所以取8MPa；
A——塑件包紧型芯的侧面积，。
克服大气压力造成的阻力，其值为：
F阻=0.1A(A为型芯端面面积mm2)
故总的脱模力应为：
F总脱=F脱+F阻
F总脱=pAcosα ftanα +0.1A f取1.0，α取2°
F总脱=1.3×104N
8.4简单脱模机构
在所有模具的脱模机构中，简单脱模机构是最常用的一种形式，即在动模一边施加一次顶出力，就可将塑件从模具中脱出的机构，通常包括顶杆脱模机构，顶管脱模机构，推板脱模机构，活动镶件或凹模脱模机构，多元件联合脱模机构和气动脱模机构等。本模具方案采用顶杆脱模机构。
8.4.1顶杆脱模机构的设计要点
（1）顶出的顶出位置应该设在脱模阻力大的部位。
（2）顶杆不设置在塑件薄壁处，一面塑件变形破损。
（3）顶杆直径不宜过小，有足够的刚度。
（4）顶杆与型芯或型腔板顶杆孔的配合一般为H8/h7或H7/h7，配合间隙可参考塑料不溢料间隙值。
（5）顶杆材料多用45钢或T8、T10等碳素工具钢制造，采用头部局部淬火，
淬火硬度在50HRC以上，局部淬火长度为1.5倍推出行程与配合长度之和，表面粗糙度在Ra1.6μm。
（6）在一般情况下顶杆已基本作为模具标准出现，但是在特殊情况下，需要对顶杆作出进一步的加工。
8.4.2顶杆的形状
顶杆的形状多种多样，最常见的是截面为圆形的圆形顶杆。其尺寸可参照B4169.1-1984。本模具采用顶杆为截面为圆形的圆形顶杆7.1，特殊顶杆7.2。
（a）顶杆1二维 （b）顶杆1三维
7.1顶杆1
（a）顶杆2二维 （b）顶杆2三维
7-2顶杆2
8.5复位装置
脱模机构将塑件脱模后，在进行下一次成型前，除推板脱模机构以外，必须先行回到初始位置，尤其是有侧向分型的模具，顶杆与侧向抽出型芯之间会相互干扰，这就更要求顶出机构必须在闭模前回到初始状态。常用的复位形式有：复位杆复位，顶出杆兼复位杆复位，弹簧复位。
本模具采用复位杆复位，复位杆的工作端面顶在定模的固定板上，由于定模固定板没有热处理，为防止在模具工作中复位杆将定模固定板顶出凹坑，一般在固定板上镶入淬火垫块，复位杆的另一工作面与固定顶杆的顶出固定板相连，在模具闭模时，由复位杆推动顶杆固定板，带动顶杆回程。
复位杆结构形式7.3所示。
a）复位杆二维
7-3复位杆
b）复位杆三维 （ （
9.抽芯机构设计
9.1 抽芯机构的概述
当塑件具有与开模方向不同的内侧孔、外侧孔或侧凹穴时，除少数情况可以强制脱模外，一般都必须将成型侧孔或侧凹穴的零件做成可动的机构，在塑件脱模前，先将其抽出，然后再从型腔中和型芯上脱出塑件。完成侧向活动型芯抽出和复位的机构就叫侧向抽芯机构。此类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或抽芯，然后推出塑件；二是侧向抽芯分型与塑件的推出同时进行。侧向分型与抽芯机构按其动力来源分为手动、机动、气动或液压三类。其中机动侧向分型抽芯是指开模时，依靠注塑机的开模动力，通过侧向抽芯机构改变运动方向，将活动零件抽出。机动抽芯具有操作方便、生产效率高、便于实现自动化生产的优点，虽然模具结构复杂，但仍在生产中广为采用。
9.2抽芯机构的设计
注射成型带有侧凹或者侧孔的塑料制品是，模具必须带有侧向分型或者侧抽芯机构，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则无法脱模。侧抽芯分为内侧抽芯和外侧抽芯。
当塑件的侧凹较浅，抽芯距不大，且抽芯力也不大，本模具采用滑块+斜导柱机构进行侧向分型与抽芯。滑块+斜导柱的侧向分型机构是利用成型后的开模动作，使斜导柱与滑块产生相对运动，滑块在斜导柱的作用下一边沿开模方向运动，一边侧向运动，其中沿侧向的运动使模具的侧向成型零件脱离塑件倒勾。
9.3滑块+斜导柱的侧向抽芯机构
9.3.1斜导柱外侧抽芯机构
斜导柱外侧分型机构8-1所示，一般有五部分组成：
（1） 动力部分，如斜导柱等
（2） 锁紧部分，如锁紧块等
（3） 定位部分，如滚珠+弹簧，挡块+弹簧等
（4） 导滑部分，如模板上的导向槽、压块等
（5） 成型部分，如侧抽芯，滑块等
9.1斜导柱外侧分型机构
9.3.1.1 斜导柱外侧抽芯机构设计原则
①侧抽芯一般比较小，应牢固装在滑块上，防止在抽芯时松动滑脱。型芯与滑块连接应有一定的强度和刚度。如果加工方便，侧抽芯和滑块可做为一体。
②滑块在导滑槽中滑动要平稳，不要发生卡滞，跳动等现象，滑块与导滑槽的配合为H7/f7。
③滑块限位装置要可靠，保证滑块在斜导柱离开后不能随意滑动。
④锁紧块要能承受注射时的胀型力。选用可靠的连接方式与模板连接。
⑤滑块完成抽芯运动后，仍应停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全场的3/4。
⑥尽量避免定模抽芯，因为定模抽芯会让模具更复杂。
9.3.1.2 斜导柱的设计
（1）斜导柱倾斜角α斜导柱倾斜角α与脱模力及抽芯距有关。角度α越大则斜导柱所受弯曲力就越大，所需开模力也增大。斜导柱倾角最常用的是18°和20°。滑块斜面的锁紧角度β比斜导柱倾斜角α大2°~3°。斜导柱斜倾角α为18°，滑块斜面的锁紧角度β为20°。
（2）抽芯距S1抽芯距S1为侧向滑动型芯需要抽出的最小安全距离。一般规定： S1=制品侧向凹凸深度+ 2~5 mm， 2~5 mm为安全距离。（8-1） 所以
抽芯距S1=15mm+3mm=18mm
（3）斜导柱长度L 计算法斜导柱的长度L可按下列公式计算：
L=L1+L2=sinα+cosα（8-2）
式中 H—固定板的厚度；
S—抽芯距；
α—斜导柱倾角。
1583L=+=136mm （4）斜导柱的大小和数量 8-1表所列是斜导柱大小和数量的经验确定法。
SH
滑块宽117.5mm，斜导柱直径为16mm，斜导柱数量为2个
8.3.1.3 滑块的设计
滑块的宽度为55mm，滑块滑离导滑槽的长度为10mm，滑块定位采用滚珠定位。
8.3.1.4锁紧块的设计
锁紧块的固定是定模外侧抽芯锁紧块固定在定模面板上
10.温度调节系统设计
塑料注射模温度调节能力，直接影响到塑件的质量，也决定着生产效率的高低，塑件在型腔内的冷却力求做到均匀、快速，以减少塑件的内应力，使塑件的生产做到优质高效率。
10.1温度调节系统的作用
温度调节系统在模具中的作用非常重要的，尤其对厚壁塑件和平整度有要求的大型薄壁塑件来讲更为重要。
10.1.1温度调节系统的要求
质量优良的塑件应满足一下六方面的要求，即收缩率小，变形小，尺寸稳定，冲击强度高，耐应力开裂性好和表面粗糙度低。
10.1.2温度调节系统对塑件质量的影响
塑料熔体注入型腔后，释放大量热量。不同的塑料，需要模腔维持在某一适应温度。模温对塑件质量的影响主要表现在如下六个方面：（1）改善成形性；（2）成型收缩率；（3）塑件变形；（4）尺寸稳定性；（5）力学性能；（6）外观质量。 10.2冷却系统的机构
冷却水道形式大体分为，沟道式冷却、管道式冷却和导热杆式冷却。本模具采用的是沟道式冷却；冷却水道的连通方式有串联和并联两种；型腔的冷却；本模具采用的是沿型腔边缘设置若干并联或串联的循环水路。
由于该塑件体积比较小，所以水道采用直水道直径为6mm，其分布如下
10.1
水路
11.塑料模具用钢
由于难加工成型材料的不断出现以及产品零件形状的日益复杂化和锻压生产的高速化，对模具耐磨性、耐热性、强度与韧性等使用性能的要求也随之提高。因此，按照模具的性能要求与生产过程，正确选用模具材料，并施以适当的热处理，以充分发挥其最大潜力。
11.1注塑模材料应具备的要求
塑模材料必须具备以下条件：
（1）机械加工性能良好；（2）耐磨性和韧性等机械性能良好；（3）加工和时效处理的变形微小；（4）难化学侵蚀和难腐蚀性能良好；（5）较好的淬火性能和热处理变形极小；6）焊接修补性能良好；（7）不易产生电加工硬化层。 11.2模具材料选用的一般原则
选用模具材料的一般原则是：
(1) 满足模具使用性能要求；(2) 具有良好的工艺性能；(3) 适当考虑经济性。 11.3本模具所选钢材及热处理
我国模具用钢一般采用工具钢，如T8A、T10A、CrWMn、Cr12MoV钢等，这些钢由于切削加工性一般较差，难以制造成复杂型腔的模具，而且一旦热处理变形超差即难以修复使用。因此，近年来模具制造业采用退火或正火状态的45钢及预硬刚做塑料模具用钢[2]。
塑料膜型腔模具用于较高温度状态下，一般要求具有耐热性、一定的机械强度、耐磨性、耐腐蚀性、镜面加工性。塑料膜对强韧性方面的要求不高，但要求较高的耐蚀性。
本模具所用钢材及热处理如下表11.1所示。
表11.1本模具所用钢材及热处理
顶杆、拉料杆
固定模板、垫板
型芯、型腔
零件名称
浇口套、定位环
导柱、导套 头部耐磨，杆部有一定强度 一般强度 高精度、高抛光性、高寿命 主要性能要求 耐磨性 表面耐磨，心部有一定韧性 45 45 40Cr 材料 T8A T8A 局部淬火+低温回火 正火 淬火 热处理 淬火+低温回火 渗碳+淬火+低温回火
12.模具装配
12.1模具装配二维
12.1模具装配
1.动模固定板 2.内六角螺钉1 3.垫块 4.推杆支撑板 5.推杆固定板 6.φ3顶杆1 7.型芯固定板8.内六角螺钉2 9.型芯 10.水路 11.塑件 12.开闭器13.型腔14.型腔固定板 15.内六角螺钉3 16.推料板 17.定模座板 18.导套2 19.导套1 20.导柱 21.支撑钉 22.内六角螺钉4 23.滑块24.复位杆 25.弹簧
26.斜顶杆 27.φ3顶杆2 28.拉料杆 2
9.内六角螺钉5 30.内六角螺钉6 31.定位环 32.浇口套 33.内六角螺钉7 34.定位拉杆 35.内六角螺钉8 36.固定块
13.模具可行性和环保分析
13.1本模具的特点
（1）本模具结构合理、紧凑，符合客户的生产要求；
（2）模具的设计不仅解决了一些形状复杂的零件无法加工成型的问题，还使得生产实现自动化，提高了生产效率，降低了生产成本，在精度方面也有一定的提高。
13.2市场效益及经济效益分析
首先，该产品的市场需求量很大，有着广阔的市场前景；其次，采用注塑成型不仅可以实现自动化生产，提高生产效率，节约劳动力，降低成本。综上所述，该设计方案是一个可行的经济合理。
13.3环保分析
在生产过程中产生的废品和浇口套分流道中的凝料，可以回收利用，可以成为下次制作的原料，这样不仅环保而且减少浪费。
14.总结
本文主要针对接线端子，对其进行塑料模具设计。本文介绍了注射模具国内外的发现状况及发展趋势，介绍了注射成型原理和工艺过程；根据塑件要求选择合适的注塑机，进而选择合适的浇注系统与冷却系统；通过计算，对导向机构、脱模机构和侧向分形与抽芯机构进行设计。
该模具的凹模采用整体式型腔，结构简单、合理，改善了模具加工的工艺性，降低了模具的生产成本。型芯采用滑块+斜导柱侧抽芯机构，解决了塑件侧向抽芯问题，保证了模具运动平稳可靠。采用单分型面设计。该模具总体结构设计合理，型芯采用组合式，降低了模具的制造成本。成型的壳体塑件质量合格稳定，使塑件质量符合设计和使用要求。
通过本次毕业设计让我学会了运用所学知识解决实际问题的能力，让我掌握了塑料模具设计的基本程序和方法，巩固、深化和扩展了我对所学的专业课程和专业知识，实例了我正确的工程设计思路，培养了我查阅和使用标准、规范、手册、册及相关资料的能力以及计算、绘、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。
致谢
历经近一学期的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。
从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过这几月的努力，我相信这次毕业设计一定能为我的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。
注塑模设计毕业论文【4】
摘要
本文主要介绍的是充电器外壳注塑模具的设计方法。首先分析了充电器外壳制件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，并选择了成型设备。接着介绍了充电器外壳注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构以及冷却系统的设计。然后选择标准模架和模具材料，并对注射机的工艺参数进行相关校核。最后对模具的工作原理进行阐述，以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析，并给出了相应的解决方法。 本文论述的充电器外壳注塑模具采用三板式结构，即浇注系统凝料和制件在不同的分型面脱出，采用一模四腔的型腔布置，最后利用推板将制件推出。
关键词：充电器外壳；注塑模；三板模；浇注系统；脱模机构；定距分型机构
第一章 绪论
1.1 选题的依据及意义
随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在玩具产业中模具已经成为生产各种玩具不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选充电器注塑模具设计作为我毕业设计的课题。 本课题应用性强，涉及的知识面与知识点较多，如注塑成型、模具设计、三维造型、运动仿真以及二维三维软件的应用。
通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的商业软件（proe4.0）及同实际设计的结合的能力（5）使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力，因为注塑模具对我来说是一个新的领域。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、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。机密塑料模具方面，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。
在成型工艺方面，多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。
当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种： （1）热流道技术 它是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机
时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广，基本上，适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工，许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。一个典型的热流道系统一般由如下几大部分组成：（1）热流道板（MANIFOLD）；（2）喷嘴（NOZZLE） ；（3）温度控制器；（4）辅助零件。
(2) 气体辅助注射成形技术 它是向模腔中注入经准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术，可以提高产品强度、刚度、精度，消除缩影，提高制品表面质量；降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘曲，解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题；简化浇注系统和模具设计，减少模具的重量．减少塑件产品的重量，减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。
（3）共注射成形技术 它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度[1]。
（4）反应注射成形技术 它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为RIM。
在制造方面，CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶，一些企业引进
CAD/CAM系统，并能支持CAE技术对成形过程进行分析。近年来我国自主开发的塑料膜CAD/CAM系统有了很大发展，如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软件等。
优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表
面研磨、抛光作业量和缩短制造周期；研究、应用针对各类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和个性化，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成塑料注塑模，缩短新产品试制周期。这些是未来5～20年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在以下几个方面：
1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。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。制订热流道元器件的国家标准，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。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，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。
4.开发新的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的规格品种。
6.应用优质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。
第二章 充电器外壳工艺性分析
2.1 材料性能
2-1所示为充电器外壳立体，材料为ABS，外观黑色，精度等级一般（4级精度），制品表面光滑美观，带有精细花纹。ABS为热塑性塑料，密度1.05～1.07/cm3，抗拉强度30～50MPa，抗弯强度41～79MPa，拉伸弹性模量1587～2277MPa，弯曲弹性模量1380～2690MPa，收缩率0.3%～0.8%[2]。该材料综合性能好，冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性也较好，并具有良好的耐寒性。是目前产量最大、运用最广泛的一种塑料。
2-1 充电器外壳立体
2.2 成型特性和条件
其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥（80～90℃下至少干燥2小时），使其含水量小于0.3%。对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应该进行长时间预热（80～90℃下至少干燥3小时）。
塑料加热温度对塑料的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度>270℃）,一般料筒温度为180～260℃，建议温度245℃
成型时宜采用较高的加热温度（对精度较高的塑件，模温宜取50-60℃，对高光泽耐热塑件，模温宜取60-80℃）和较高的注射压力（柱塞式注射机：料温180～230℃，注射压力100～140MPa；螺杆式注射机：温度160～220，注射压力70～100MPa）[3]。
2.3 结构工艺性
零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，借助Moldflow
软件分析可知注塑成型时不会发生填充不足现象。塑件为壳体类制件, 外表面为可见光亮面,制件上表面有有两个孔，侧面开了三个凹槽，内表面有一个支撑住，四周有唇特征，上表面还有精美花纹，总体尺寸不大，长66mm，宽44mm，高10mm。该制件虽小，但结构复杂，需采用三板双分型结构，制造精度要求稍高。
2.4 零件体积及质量估算
借助于proe4.0软件，直接测量出单个塑件的体积V=9.1cm3，质量M=9.6。 浇注系统凝料按一个塑件体积的60%进行估算，则凝料体积V凝=9.1×60%=5.46cm3。
四个塑件和浇注系统凝料 总体积V总=41.86，总质量M总=43.95。
2.5 充电器外壳注塑工艺参数的确定
查《实用模具技术手册》表12-10，确定ABS塑料的注射工艺参数如下[4]: 注射机类型：螺杆式
螺杆转速：30～60r/min
喷嘴形式：直通式
喷嘴温度：180～190 ℃
料桶前端温度：200～210 ℃
料桶中段温度：210～230 ℃
料桶后段温度：180～200 ℃
模具温度：50～70 ℃
注射压力：70～90MPa
保压力：50～70MPa
注射时间：3～5s
保压时间：15～30s
冷却时间：15～30s
成型周期：40～70s
以上参数在试模时可以做适当调整。
2.6 初选注射机的型号和规格
注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据：
(1)公称注塑量 指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注
射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。 (2)注射压力 为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。
(3)注射速率 为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。
这里从实际注射量在额定注射量的20%～80%之间考虑，初选额定注射量在270cm3以上的卧式注射机SZ-250/1250注射机[5]。该设备的技术规范见表2-1。
表2-1 SZ-250/1250注射机技术规范
第三章 充电器外壳注塑模具的结构设计
3.1 分型面的选择
模具上用以取出塑料制品和浇注系统凝料的可分离的解除表面，称为分型面，也可称为分模面。选择分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大位置处，以便于顺利脱模，同时还应考虑以下几个因素[6]：
1.分型面选择应便于塑料制件脱模和简化模具结构，为此，选择分型面应尽可能使塑料制件开模时留在动模。
2.分型面应选择在不影响塑件外观质量的部位，使其产生的飞边易于清理和休整。
3.分型面选择应有利于排气，为此应尽可能使其分型面与流料末端重合。 4.分型面选择应有利于零件的加工。
5.分型面的选择应考虑注塑机的技术参数。注塑成型时所需要的锁模力是与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积较小的表面，以减少锁模力。
根据上述原则，充电器外壳注塑模具的分型面形状及位置3-1所示。
3-1 充电器外壳注塑模具分型面形状及位置
3.2 确定模具基本结构及模架的选定
模具的基本结构有两种：单分型面注塑模和双分型面注塑模。
1.单分型面注塑模 是注塑模中最简单、应用最普及的一种模具，它以分型面为界将整个模具分为动模和定模两部分。一部分型腔在动模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道开设在分型面上。开模后，制品和流道留在动模，制
品和浇注系统凝料从同一分型面内取出，动模部分设有推出系统，开模后将制品推离模具。
2.双分型面注塑模 它从不同的分型面分别取出流道内的凝料和塑件，又称三板式注塑模具。与单分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一个可移动的中间板（又名浇口板）。中间板适用于采用点浇口进料的单型腔和多型腔模具。在开模时由于定距拉杆的限制，中间板作定距离的分开，以便取出这两块板之间流道内的凝料，而利用推板或推杆将型芯上的塑件脱出。
双分型面注塑模与单分型面注塑模的最大区别就是，双分型面注塑模在生产过程中浇注系统凝料和制品会自动切断分离，便于实现自动化生产，而单分型面的浇注系统凝料通常要人工切除，大大降低了生产效率。
充电器外壳为大批大量生产，从提高生产效率角度出发，我选择双分型面注塑模。虽然，结构更复杂，但是制品质量更好，经济效益更高。
3.3 确定型腔的数量和布局
模具型腔的数量通常是客户或产品工程部根据产品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及颜色的来确定的，型腔数量越多，制品的精度越低，经济性越差，成型工艺越复杂，并且保养和维修越困难，故障发生率越高。确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑件精度和经济性确定，本零件主要从精度考虑，该零件尺寸中等，为大批大量生产，因此采用一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件，采用X形布局，优点是流道转折较少，热量压力损失较小。布置方案如下3-2。
3-2 型腔的布局
3.4浇注系统设计
浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并将注射压力充分传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成。 3.4.1主流道设计
主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到飞流到为止的塑料熔体的流动通道。其直径直接影响到塑料熔体的流动速度和填充时间，直径过大，浇道容积增大，凝料多，增加了冷却时间，且易产生涡流或紊流，制件出现气孔。直径过小，则热量与压力损失大，成型困难。
主流道的设计原则是：在保证塑料制件成型良好的前提下，尽量缩短主流道的长度，以使凝料少，压力和热量损失小。一般长度不大于60mm，主流道大端呈圆角过渡，以减小料流转向阻力。主流道尺寸见表3-1。
表 3-1 主流道部分尺寸
3.4.2 分流道截面设计及布局
分流道是连接主流道与浇口的熔体涌道，分流道起着分流和转向的作用。 分流道设计要求：一是使流道尽快充满型腔，在流道内的压力损失和热量损失小；二是将塑料熔体均衡的分配到各个型腔；三是回料量小。
常用的流道截面形状有圆形、梯形、U行和六边形等，在设计中，要减少流道内的压力损失，就希望流道截面积大，要减少散热损失，又希望面积小，故可
用流到的截面积与表面积之比来表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各种流道截面积的效率见表3-2。
表3-2 各种流道截面的效率
从上表中可以看出，截面为圆形和正方形的分流道截面效率最大，应用效果应是最好的。但是圆形和正方形分流道工艺性较差。圆形分流道要求开设在分型面两侧，对称分布加工难度大。正方形分流道脱出分流道凝料的阻力大，若去斜度，实质上久变为了梯形分流道，从应用观点看，梯形分流道和U形分流道是最佳选择。在充电器外壳注塑模具设计中拟采用梯形截面。
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。
3.4.3 浇口设计及位置选择
浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的最后部分，其作用是使塑料以较快速度进入并充满型腔，它能很快冷却封闭，防止型腔内还没冷却的熔体倒流。由于充电器外壳表面刻有精美案，表面成型质量要求较高，不能有浇口痕迹，且选用的是双分型面注塑模具，故选用点浇口比较合理，点浇口是典型的小截面浇口，有如下优点：
对浇口的位置限制较小，可以比较自由的选择进料部位。 有利于薄壁，长流程和表面带精细花纹案的塑料件成型。 降低塑件内的残余应力，特别是浇口附近。
④ 容易从塑件上自行截开，易实现脱模时塑件的自动坠落，并且看不出浇口痕迹。
⑤ 多型腔模具中，容易实现各型腔均衡进料。 浇口位置选择应遵循以下几个原则：
浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保
证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。 浇口设置应有利于排气和补塑。
浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔凹痕产生。
④ 浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。 ⑤ 浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。
结合上述几个原则综合考虑，我选择中心点浇口进料。 3.4.4 冷料穴设计
冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是去除料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。在充电器外壳注塑模具设计中，采用底部带有拉料杆的冷料穴，这类冷料穴的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装在面板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料穴。专用于推件板脱模机构中。塑料进入冷料穴后，紧包在拉料杆的球形头上，拉料杆固定在面板上，开模时将主流道凝料拉出定模，然后靠推板顶出塑料制件时，强行将其从拉料杆上刮下脱模。
其形状3-3所示：
3-3 带拉料杆的冷料穴
3.4.5 浇口套的设计
由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以模具的主流道部分通常设计成拆卸更换的衬套，简称浇口套。浇口套的作用： 使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机上很好的定位并与注塑机喷嘴孔吻合，并能经受塑料的反压力，不致被推出模具。 作为浇注系统的主流道，将料筒的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通的到达型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便。
三板模浇口套较大，主流道较短，模具不在需要定位圈[7]，其形式和尺寸见3-4所示：
3-4 浇口套形状尺寸
3.5 注塑模成型零部件设计
3.5.1 型腔、型芯结构设计
型腔是指模具闭合时用来填充塑料成型制件的空间，按型腔的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四个结构形式。为提高模具刚度、
强度，型腔采用整体式结构。成型塑料件内表面的零件统称凸模或型芯，为节省优质钢材和便于加工及热处理，型芯采用整体嵌入式结构，型芯的固定采用螺钉固定。
3.5.2 成型零件工作尺寸计算
成型零件中与塑料熔体接触并决定制品几个形状的尺寸称为工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分为深度尺寸和径向尺寸，型芯尺寸可分为高度尺寸和径向尺寸。型腔尺寸属于包容尺寸，当型腔与塑料熔体或制品制件产生摩擦磨损后，该类尺寸具有增大的趋势。型芯尺寸属于被包容尺寸，当凸模与塑料熔体或制品制件之间产生摩擦磨损后，该类尺寸具有缩小的趋势。中心距尺寸一般指成型零件上某些对称结构制件的距离，如孔间距、型芯间距、凹槽间距和凸块间距等，这类尺寸通常不受摩擦磨损的影响，因此可视为不变的尺寸。
对于上述型腔、型芯和中心距三大类尺寸，可分别采用三种不同的方法进行设计计算。在计算之前，有必要对他们的标注形式及偏差分布做如下规定。
制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值，与制品外形尺寸相对应的型腔尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。
制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值，与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。
制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。
目前，成型零件的工作尺寸主要用两种方法计算，一种称为平均值法，另一种称为公差带法。对平均收缩率较小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收缩率在0.3%-0.8%，其平均收缩率Sc=0.55%，考虑到工厂模具加工制造的现有条件，模具制造公差选δz=Δ/4。塑件为一般等级精度，即四级精度（sj1372-78）。型腔、型芯工作尺寸计算见表3-3[5]。
表3-3 型腔、型芯工作尺寸计算
3.6 合模导向机构设计
导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，但更多的是安装在动模一侧，因为作为成形零件的主型芯一般都安装在动模一侧。导柱与主型芯安装在同一侧，在合模时可以起保护作用。
导向机构的作用是保证动、定模能够对准，使动模和定模上的成形表面在模具闭合后形成形状和尺寸准备的腔体。从而保证塑料件形状、壁厚和尺寸。导向机构出了其导向和定位的作用外，还可以增加承受侧压力的能力，保证模具运动平稳。
本模具采用导柱导向机构。
1导柱机构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用有肩导柱。
2.导柱的布置为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱不对称布置。为确保型芯不损坏，导柱设在定模一侧，即反装。
3.7 脱模机构设计
为保证塑料件成形后从模腔或型芯上顺利脱出，模具结构中必须设计可靠有效的脱模机构。充电器外壳由于壁厚很小，所以采用推板脱模机构，该机构运动平稳且推出力大，推出力在塑料件整个周边均匀分布。推件板脱模机构是在型芯根部（制品外型侧壁）安装一与它密切配合的推板或推块，推板或推块通过复位杆或推杆固定在推杆板上，以与开模相同的方向将制品推出。在推板脱模机构中，为了减小推板与型芯的摩擦，推板与型芯间留0.2～0.25mm的间隙，并且锥面配合以防止推板因偏心而溢料。 3.7.1 脱模力计算
脱模力是指将塑件从包紧的型芯上脱出所需克服的阻力。对于薄壁距环形断面的塑件，其脱模力的计算公式为：
F
上式中，
82ESlcos(ftan)
0.1A
(1)k2（式3-1）
2是距环形塑件的平均壁厚，2=2mm； E是塑料的弹性模量，E=1800MPa； S是塑料的平均收缩率，这里取0.55%； L是塑件对型芯的包容长度，l=9mm；
是模具型芯的脱模斜度，=3o；
f是塑件与型芯之间的精摩擦系数，对于ABS塑料取0.21；
是塑件的泊松比，=0.35；
k2是无因次因素，k21fsincos1；
A是盲孔塑件型芯在脱模机构方向上的投影面积，A=2132.67mm2；
将上述数值代入公式（3-1）得到脱模力
F=563.9N
3.7.2 浇注系统凝料脱出机构
三板模优于二板模的突出点就是，能自动脱出浇注系统凝料，提高了自动化程度。充电器外壳注塑模具采用流道板将凝料推出的方法来实现凝料的自动脱落。其工作原理是:模具开模时，首先利用拉料杆将凝料拉断，使凝料与塑件分离，然后在利用定居分型机构的反向运动，推动流道板运动，推出凝料，然后在重力的作用下脱落。这样就不需像二板模那样，要手动取出凝料。
3.8 定距分型机构设计
保证模具的开模顺序和开模距离的结构，叫定距分型机构哦。定距分型机构有很多种，主要可分为内置式定距分型机构和外置式定距分型机构两种。
三板模的开模顺序如下:
在弹簧、开闭器和拉料杆的综合作用下，模具首先打开流道推板和定模板，流道凝料和制品分离。
其次是流道推板和面板打开，浇口拉料杆从流道凝料中强行脱出，流道凝料在重力和振动的作用下自动脱落。
注射机动模板继续后移，模具将定模板和动模板打开，最后推出机构将制品推离模具。
这样的开模顺序，可以让制品在模具内的冷却时间与流道推板和动模板打开时间及流道推板和面板打开时间重叠，从而缩短了模具的注射周期。
三板模的开模距离通过定居分型机构来保证[7]
流道推板和定模打开的距离B=流道凝料总高度+25～30mm=50mm。
流道推板和面板打开的距离C=6～10mm。
定距分型机构中限位杆移动的距离=流道推板和定模板打开的总距离。 定距分型机构形状和尺寸见3-5。
3-5 定距分型机构
3.9冷却系统设计
在塑料注射成型过程中，注入模腔中熔体的温度一般在200～300℃之间，当制品从模具中取出时，温度一般在60℃左右，熔体释放出来的热量都传给了模具，为了保证模具正常工作，就必须对模具进行冷却，主要是用冷却水管进行冷却。在充电器外壳注塑模具设计中，采用直径为8mm的冷却水管对模具进行冷却。
冷却水管设计要点： 在允许的条件下，冷却水道距不型腔壁不宜太远，也不宜太近，一面影响冷却效果和模具的强度，通常在12～20mm范围内。
型腔、型芯或应分别冷却，并应保证其冷却平衡。
水管连接处必须加密封圈密封，防止漏水。
④ 冷却水道不应闯过设有镶块或其接缝部位，以防漏水。
⑤ 浇口部位是模具上最热的部位，应加强冷却，一般将冷却水的入口设在浇口处。
在充电器外壳注塑模具设计中，型腔采用冷却水管直接冷却，但是，型芯体积小，通冷却水比较困难，但大量的热量主要通过型芯传递出去， 如果热量没及时散出去，则会延长注塑周期，所以我采用水胆冷却，加隔热片的方式冷却。 其形状及尺寸3-6：
3-6 水胆冷却
3.10 模架及模具材料的选择
塑料注射模架已经标准化和系列化了，因此，在设计时只需要根据塑件的结构和尺寸直接选用就可以了。选用标准模架具有一下优点：简单方便，买来即用，不用存库；降低模架成本；简化了模架的设计和制造，缩短了生产周期，提高了模具中易损坏零件的互换性，便于模具的维修。
根据塑件和型腔的大小及成型板的要求，并考虑斜导柱的安装空间和滑块的导滑长度，初选标准模架DDI-3032-A40-B40-C90。表3-4为模板的尺寸、材料及热处理情况。
表3-4 模板的尺寸、材料及热处理
第四章 注射机相关参数校核
4.1 最大注射量的校核
为了保证注射成型的正常进行，塑件连同浇道凝料及飞边在内的质量一般不应超过最大注射量的80%[5]，即
K1VZV1 (式4-1)
式中，
K1注射机最大注射量的利用系数，一般取K1=0.8；
VZ注射机最大注射量（公称容积），VZ=270cm3；
V1所需塑料的容积（包括浇道凝料及飞边在内）；
因塑料的体积与压缩率有关，所以所需塑料体积为
V1KSVM (式4-2) 式中，
KS塑料的压缩率，查表可知ABS塑料的压缩率为（1.8～2.0），这里取平均值1.9；
VM塑料制品的体积（包括浇道凝料及飞边在内），VM=42cm3；
将上述数值分别带入（式4-2）及（式4-1），可以得知
K1VZ=0.8×270=216V1=1.9×42=79.8cm3
满足注射机的最大注射量的要求。
4.2 注射压力校核
注射压力校核的目的是校验注射机的最大注射压力能否满足塑料制品成型的需求。为此，注射机的最大注射压力应稍大于塑料制品成型所需的注射压力。
pjpz （式4-3） 式中，
pj注射机的最大注射压力，根据所选注射机pj=160；
pz塑料制品成型时所需的注射压力，它由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动
性、浇注系统及型腔的流动阻力等因素确定，一般取pz40200MPa。
pj值位于pz值之间，且相差不大，故最大注射压力应满足要求。
4.3 锁模力校核
锁模力又称合模力。当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力是试使模具沿分型面分开，为此注射机的合模力必须大于型腔内熔体压力与塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，故
FSpqAf （式4-4） 式中，
pq—型腔内熔体的平均压力，对于容易成型的制品pq取300MPa；
FS—注射机的公称锁模力，FS=1250kN；
Af—塑料制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和，Af=2132.67mm2 将上述数据带入（4-4）得
pqAf=300×2132.67=639.8KNFS=1250KN
故锁模力满足要求。
4.4 模具厚度的校核
注射机规定最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模固定板上凸出的定位圈和定模固定板的最大和最小距离。因此，所设计的模具厚度应落在注射机规定的最大和最小厚度范围内。本模具厚度可以按下式计算
HH (式4-5) 1H2H3H4H5 H
式中，
H—模具厚度，mm；
H1—流道板厚度，H1=40mm；
H2—定模板厚度，H2=63mm；
H3—推板厚度，H3=80mm；
H4—动模板厚度，H4=63mm；
H5—垫块厚度，H5=125mm；
H6—动模座板厚度，H6=40mm；
所以模具厚度为
H(4063806312540)mm411mm
SZ-2500/500注射机所允许的模具最大厚度和最小厚度分别为750mm和400mm，HminHHmax，模具厚度满足要求。
第五章 模具的工作原理及安装、调试
5.1 模具的工作原理
充电器外壳注射模工作原理5-1所示。其具体工作原理如下：
5-1 模具装配
模具安装在SZ-250/1250注射机上，定模部分固定在注射机的定模板上，动模部分固定在注射机的动模板上。合模后，注射机通过喷嘴将ABS熔料经流道注入型腔，经过保压冷却后塑件成型。
开模时，动模部分随注射机动模板一起运动，在分型面Ⅰ处由于弹簧的弹力将流道板和定模板分开，钩针将浇口拉断，使其与塑件表面分离，浇注系统凝料随着中间板的运动慢慢从定模板中脱出，当分型面Ⅰ打开50mm时，定距分型机构发生作用，推动流道板反向运动，将浇注系统凝料从主流道中推出，当流道板与面板分开距离为10mm时，浇注系统凝料将被全部推出，在重力的作用下脱落，实现了浇注系统凝料的自动分离，当定距分型机构发生作用的同时，中间板不在移动，分型面Ⅱ打开，塑件与型芯分离，当打开到一定距离后，动模停止运动，
在注射机顶出装置的作用下，通过面板的顶棍孔，推动推杆固定板向前运动，复位杆固定在推杆固定板上，复位杆也随之向前运动，推动推板运动，将塑件顶出，塑件在重力的作用下自动掉落。
合模时，注射机推力的作用下，两个分型面一次闭合复位，推板推动复位杆向后运动，使推杆固定板复位，待模具完全闭合后，完成合模动作，至此一个成型周期完成，进入下一个循环周期。
5.2 模具的安装
1. 安装前先要清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺；
2. 因模具不大，故采用整体安装法。现在机器下面两根导轨上垫好板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模具，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定定模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时，平稳、灵活、无卡住现象，然后固定动模。
3. 调节锁模机构，保证有足够的开模距和锁模力，使模具闭合适当；
4. 慢慢开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出机构，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运行情况，动作是否平衡、灵活、协调。
5. 模具装好后，待料筒及喷嘴温度上升到距离与定温度20～30oC时，即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况。须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。
6. 开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可以注射试模。
5.3 试模
试模时，塑件上常可能出现各种缺陷，为此必须进行原因分析，排除故障。表5-1是热塑性塑料制品侧常见缺陷及产生原因。在试模时，如果塑件上出现上述各种缺陷，需按成型条件、成型设备、模具结构及形状等因素逐个分析其中的主要矛盾，然后再采取调整工艺参数、修正模具等方法加以解决。
表5-1 热塑性塑料制品侧常见缺陷及产生原因
5.4 设计总结
注塑模具对我来说，是一个全新的领域，以前从没接触过，通过充电器外壳注塑模具的设计，使我获益良多，首先，通过查阅注塑模具设计相关资料，基本掌握了模具设计的原理和基本过程，对注塑模具各个组成部分有了一定的感性认识。其次，增强了我独立思考问题、解决问题的能力，因为所有资料都要去自学，从中发现问题，然后再去想办法解决问题。这对即将踏入社会的我有很大的帮助。 最后，认真学习了CAD、PROE4.0等绘软件，并有了新的认识和提高，就画装配时手画会不标准和效率低下，又去学习了模具设计的两个工具：燕秀工具箱和LTOOIS工具箱，使画出的更标准、美观。
通过这次毕业设计，不但巩固了我的专业基础理论知识，而且增加了专业知识的宽度，为以后有可能从事这方面的工作打下了一定的理论和实践基础。 这次毕业设计让我明白了，虽然对模具设计缺乏经验，只要时刻抱着不断学习，认真、负责、严谨的态度，相信自己能做好就一定可以做好。
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