第一篇：錐形帶輪注塑模具畢業設計論文說明書(盛利波)1

分 類 號

密

級

寧波大紅鷹學院

畢業設計(論文)

錐形帶輪注塑模具設計

所在學院 專

業 班

級 姓

名 學

號 指導老師

****年**月**日

誠 信 承 諾

我謹在此承諾：本人所寫的畢業論文《錐形帶輪注塑模具設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。

承諾人（簽名）：

年 月 日

摘要

塑料是一種可塑性的合成高分子材料，具有重量輕且堅固，耐化學腐蝕，電絕緣性好，價格便宜，可塑性好等特點，廣泛應用于電腦、手機、汽車、電機、電器、家電和通訊產品制造中。注塑成形是成形塑件的主要方法之一，是指使用注塑機將熱塑性塑料熔體在 高壓下注入到模具內經冷卻固化獲得產品的方法。注塑的優點是生產速度快，效 率高，操作可自動化，能成型形狀復雜的零件，特別適合大量生產。本次畢業設計的產品為電源按鍵，具有重量輕，強度高，耐腐蝕，易清潔等 特點，為大批量生產產品。本次設計在針對產品進行工藝性分析后，確定模具分 型面、型腔數目、澆口形式、位置大小； 其中最重要的是確定型芯和型腔的結構，以及它們的定位和緊固方式。此外還進行了脫模機構的設計，合模導向機構的設 計，冷卻系統的設計等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件圖及編 制成型零部件的制造加工工藝過程卡片。實踐證明：該模具結構合理、可靠,并 能保證產品質量,對此類注塑產品的模具設計有參考價值。

關鍵詞：塑料 , 注塑成形 , 模具設計

III

Abstract Plastic is a synthetic polymer material , with the characteristics of plasticity, light weight, sturdiness, electrical insulation, and which is resistance to chemical corrosion and cheap.It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing.Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products.It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production.The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production.After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods.In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system.At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process.It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products.Key Words: Plastic , Injection molding , Mold design

IV

目錄

摘 要.................................................................III Abstract................................................................IV 目 錄...................................................................V 第一章 緒論............................................................7 1.1 引言..............................................................7 1.2 塑料模具在國民經濟中的作用........................................7 1.3 塑料成型模具發展趨勢..............................................8 第二章 模具具體設計過程................................................10 2.1工藝性分析.......................................................10 2.2 確定型腔數目.....................................................10 2.3 型腔、型芯工作部位尺寸的確定.....................................11 2.4 澆注系統的設計...................................錯誤！未定義書簽。2.5分型面的確定.....................................................12 2.6 選用模架.........................................................15 2.7 校核注射機.......................................錯誤！未定義書簽。2.8 推出結構設計.....................................錯誤！未定義書簽。2.9 冷卻系統的設計...................................錯誤！未定義書簽。2.10 排氣系統的設計..................................錯誤！未定義書簽。2.11 頂出機構如圖....................................錯誤！未定義書簽。第三章 成型零件的結構設計與計算.........................................20 3.1模具部分的型芯...................................................20 3.2成型零件鋼材的選用...............................................20 3.3成型零件工作尺寸的計算...........................................21 3.4 模架的確定和標準件的選用.........................................22 5.1加熱系統.........................................錯誤！未定義書簽。5.2冷卻系統.........................................................26 V

總結與展望..............................................................28 參考文獻................................................................29 致 謝...................................................................30

VI

第一章

緒論

1.1 引言

隨著塑料工業的飛速發展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于在工業產品中，一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統金屬結構件，加上利用工程塑料特有的性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少整個產品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量和加工及裝配件工時，因此，近年來工業產品塑料化的趨勢不斷上升。

模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。在各種材 料加工工業中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓注模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各 種模具。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。模具是工業生產中的重要工藝裝備。模具工業是國民經各部門發展的重要基礎之一。模具設計水平的高低、加工設備的好壞、制造力量的強弱，模具質量的優劣，直接影響著許多新產品的開發和老產品的更新換代，影響著產品質量和經濟效益的提高。對塑料模具的全面要求是: ①尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿足使用要求的優質制品。②高效率、自動化、操作簡便。③結構合理、制造容易、成本低廉。④盡量減少開模、合模和取制件過程中的手工勞動。為此常采用自動開合模 及自動頂出機構。⑤合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具。

1.2 塑料模具在國民經濟中的作用

塑料模具（簡稱塑模）的現代設計與制造和現代塑料工業的發展有極密切的 關系。塑模是現代塑料工業中的重要工藝裝備。塑模工業是國民經濟的基礎工業。用塑模生產成形零件的主要優點是制造簡單、材料利用率高、生產效率高、產品的尺寸規格一致，特別是對大批量生產的機電產品，更能獲得價廉物美的經濟效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的結構和加工精度對塑件的質量和生 產效率等有直接的關系。因而世界各國對塑模的現代設計與制造技術都極為關注。近年來國

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外對塑模的熱澆道、溫度控制系統、應用數控機床加工及減少熱處 理變形等方面都作了許多探索，并取得了一定的成果。塑模廣泛應用于成型塑料制品，它利用塑料在高溫下所具有的流動性或可塑性，將其成型為具有一定形狀和尺寸，并通過化學或物理變化，定型為塑料制品。在塑料加工工業中，普遍使用有以下幾種塑模：（1）壓縮成型的塑料模具。（2）壓入成型的塑料模具。（3）擠出成型的塑料模具。（4）注射（塑）成型的塑料模具。此外，還有發泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纖維增強塑 料成型塑模等等，但這些塑模的設計是建立在以上所述常用的集中塑模設計基礎 上，且比較簡單。隨著塑模成型方法的不斷出現，必然將還會產生各種新型塑料 的新型成型模具。近年來我國塑料工業生產的發展速度很快，塑料的應用正普及到國民經濟領 域的各個部門。采用塑模加工的塑件也很多，如各種管材、板材、異型材、復合 管材、發泡型材及棒材等，都廣泛用于紡織品、醫藥品、化學物品、機密儀器、日用品及機械行業中的齒輪、軸承等機械零件，在汽車、飛機、造船業中的儀表、車門、內襯等，化學工業中的貯槽、貯罐、填料等，電子及電信工業中的電線、電纜絕緣層及防護套等也得到廣泛的應用，特別是在建筑工業中塑料的應用更為 廣泛，“以塑代木，以塑代金屬”為人類鉆尋求解決替代有限的木材和貴重金屬 材料開辟了新途徑。當前在我國塑料戰線上出現了許多新的塑膜結構和新的塑模 的加工方法，為我國塑料模具的設計與制造走向現代化提供了有利條件。據資料 介紹，國外一些工業比較先進的國家在塑模的設計與制造方面，已經采用 CAD/CAM 系統，這對提高塑料制品質量，縮短塑模制造周期，降低塑件成產成本方面取得 較好經濟效益。

1.3 塑料成型模具發展趨勢

近年來，塑料成型加工機械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大 型、微型、精密、長壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。(1)加深理論研究 隨著對塑料成型加工原理的研究越來越深入，模具設計已由經驗設計階段逐步向 理論計算設計方面發展。這些理論為塑料模具的計算機輔助設計和輔助工程奠定 了基礎。(2)高效率、自動化 如多層多型腔注射模結構、各種自動脫出產品和流道凝料的脫模機構、自動分型 抽芯機構、熱流道澆注系統注射模具以及高效冷卻結構。高效自動化的模具與高 速自動化的成型設備相配合對提高生產效率、提高

產品質量，降低生產成本起了 很大作用。(3)大型、超小型及高精度 隨著塑料應用領域日益擴大，在建筑、機械、汽車、儀器、家用電器等采用了許 多大型、精密和高壽命的塑料制品，如汽車殼體、洗衣機桶、傳動齒輪、軸承等。大型模具設計要求作詳細準確的理論計算，由于模具自重大，物料流程長，型腔 易變形，因此在結構設計上需作更為周密的考慮。高精度模具要求配合精度和運 動精度都很高，耐磨損，模溫控制精確，在高壓下成型，收縮變形小。(4)革新模具制造工藝 塑料模具制造中最困難的部分是型腔，特別是異形復雜型腔的加工，若采用各種 坐標機床、仿形機床、光控機床、數控機床等來代替傳統的機械加工方法，這樣 不僅縮短制模周期、提高模具精度，而且還降低了勞動強度和生產成本。采用精 密鑄造、冷擠壓、電加工等新工藝技術給模具型腔加工帶來了巨大方便(5)模具計算機輔助設計(CAD)、輔助工程(CAE)CAD 軟件的主要功能是幾何造型技術，它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上，完成制件設計的繪圖工作，對制品或模具進行力學分析。CAE 軟件中流動軟件可以模擬熔體在模內的流動過程，冷卻分析軟件可模擬熔體 的凝固過程和在模內的溫度變化，預測可能出現的問題，如制品缺陷、翹曲、變 形、內應力等，使計算結果優化。(6)標準化

模具標準化包括塑料注射模零件標準、塑料注射模零件技術條件、塑料注射模模 架標準、塑料注塑模技術條件等，其中零件標準包括導柱、導套、推桿、模板等。模具標準化為塑料模具設計和制造都帶來極大的方便，由于標準件可以直接購 買，因此模具設計制造者只需精心設計和加工型腔，這樣使塑料模具設計和制造 周期大為縮短，成本降低，質量得到保證。目前發達國家標準化程度達到 30%以 上，我國標準化程度不高，還需大力推廣，充實完善。

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第二章

模具具體設計過程

如圖1所示塑件為錐形帶輪，材料為ABS，收縮率0.3%～0.8%。

2.1工藝性分析

圖 2-1 1）該塑件尺寸較適中，一般精度等級，但因形狀簡單，采用一模腔。2）為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用拼鑲結構。

2.2 確定型腔數目

注塑模的型腔數目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數目的確定時主要考慮以下幾個有關因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；

（3）注塑成型的生產效益；

錐形帶輪屬于批量生產，精度要求一般，塑件尺寸適中，故有以下三種方案：

方案1 方案2

方案3 圖 2-2（1）.如圖2一模一腔——可降低生產成本，提高生產效率。（2）.如圖3一模兩腔——品質一般，生產效率較中等。（3）.如圖4一模四腔——出穴數太多，精度高，生產效率低。

根據錐形帶輪的生產批量是需要大批量生產及尺寸要求精度不高，所以采用一模一腔。故選用方案1。

按照塑件所示尺寸，近似計算：

塑件體積Vs≈2.7688cm3

查表6-1塑料ABS的密度為 1.02～1.05g/cm3(注塑級密度為1.05g/cm3)單件塑件重量：ms=2.128*1.05g=2.9526≈3g 2.3 型腔、型芯工作部位尺寸的確定

查表6-4ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%。平均收縮率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.55%

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型腔工作部位尺寸：

型腔徑向尺寸Φ65.5 L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×65.5-0.6×0.24)=65.7+00.06 Φ59.7

L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×59.7-0.6×0.24)=59.9+00.06 型腔深度尺寸H m+δ0=〔(1+S)×Hs-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.30+0.06

0型芯徑向尺寸lm-δ0=〔(1+ S)×ls-X△〕=((1+0.0055)×14-0.6×0.24)-δ

=13.9

型芯高度尺寸hm-δ0=〔(1+ S)×hs-X△〕-δ0=((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.3+00.06 中心距尺寸： Cm±δz/2=(1+S)Cs±δz/2=(1+0.0055)×65.5±0.06=0.12 式中 Ls—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）

ls —塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）

Hs—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）hs—塑件內型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）Cs—塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm）X—一般情況下為0.5到0.75，這里取0.6

△— 塑件公差（mm）

δz—模具制造公差，?。?/3~1/4）△

通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部件不需要進行收縮率計算。

2.4分型面的確定

如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優選出較為合理的方案。選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。

該塑件分型面選擇有如下圖6幾種方案：

分型面方案1

分型面方案2

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分型面方案 3 圖 2-5 方案一：方案一分型面的選擇，使型芯在動模一側，考慮到錐形帶輪的結構側孔在下方，側抽芯裝置也在動模一側，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模一側。這樣的結構有利于塑件的脫模，因為推出機構通常設置在動模一側由于屬于小型塑件，型腔較小，空氣量很少，可借助分型面的縫隙排氣。

方案二和方案三不利于自動脫模，也影響了本身的美觀。

我們要減少這種不必要的浪費，建立節約經濟。故選擇分分型面方案一。

2.5 型腔工作部分尺寸

塑件尺寸公差按SJ1372—78標準中的6級精度選取 查相關手冊得知ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%。平均收縮率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.55% 型腔工作部位尺寸：

型腔徑向尺寸Φ65.5 L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×65.5-0.6×0.24)=65.7+00.06 Φ59.7

L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×59.7-0.6×0.24)=59.9+00.06 型腔深度尺寸H m+δ0=〔(1+S)×Hs-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.3+00.06

0型芯徑向尺寸lm-δ0=〔(1+ S)×ls-X△〕=((1+0.0055)×14-0.6×0.24)-δ

=13.9

型芯高度尺寸hm-δ0=〔(1+ S)×hs-X△〕-δ0=((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.3+00.06 中心距尺寸： Cm±δz/2=(1+S)Cs±δz/2=(1+0.0055)×65.5±0.06=0.12 式中 Ls—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）

ls —塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）

Hs—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）hs—塑件內型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）Cs—塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm）X—一般情況下為0.5到0.75，這里取0.6

△— 塑件公差（mm）

δz—模具制造公差，取（1/3~1/4）△

通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部件不需要進行收縮率計算。

2.6 選定注塑機型號

（1）型腔強度和剛度的計算。為了方便加工和熱處腔鑲件可分為兩部分，如圖可看出，型腔為整體式。因此，型腔的強度和剛度按型腔為組合式進行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經驗推薦數據。

查表6-16型腔壁厚S1=8mm，模套壁厚S2=18mm(2)初選注塑機

注射模是安裝在注射機上的，因此在設計注射模具時應該對注射機有關技術規范進行必要的了解，以便設計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。

而在本次設計中，我們選擇注塑即的原則是按我們想象中的產品產量和實際的塑件形狀來選擇任何一款注塑機，最后校核能滿足使用要求即可。分別從注塑量、注射壓力和鎖模力三個方面的要求來初選注塑機。1）注塑量：塑件體積Vs≈2.7688cm3

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澆注系統凝料約為Vj≈0.5107cm3 塑件成型所需的注射總量應小于所選注塑機的注射容量.注射容量以容積()表示時,塑件體積(包括澆注系統)應小于注塑機的注塑容量,其關系是: 總體積 V塑件=（2.769+0.5017）cm3=3.2771 cm3 ABS塑料密度為1.02～1.05g/cm3。滿足注射量 V機≥V塑/0.8 式中 V機－額定注射量（cm3）;V塑－塑件與澆注系統凝料體積和（cm3）。

V塑/0.80=3.277/0.80 cm3=4.096 cm3

2）注射壓力： ρ注≥ρ

成型

查表知ABS塑料成型時的注射壓力ρ成型=70～90MPa 3）鎖模力

P鎖模力≥pF 式中p－塑料成型時型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa； F——澆注系統和塑件在分型面上的投影面積和（mm2）各型腔及澆注系統及各型腔在分型面上的投影面積

F=（3.14×162+3.14×112+3.14×152）=1890.28（mm2）pF=30X1890.28=56708.4N=56.7KN 根據以上分析、計算綜上所述：初選注塑機的要求只要能滿足以上三點就是適合的。考慮到塑件的結構，塑件型腔比較深，參考設計手冊初定注射機型號為SA600/150型塑料注射機。

注射機有關技術參數如下

最大合模行程S 290mm 模具最大厚度 380mm 模具最小厚度 150mm 動、定模板尺寸 520mm×520mm 拉桿空間 350mm 3）選標準模架 根據以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結構形式和規格，查表可選用 :

定模板厚度：A=30mm 動模板厚度：B=25mm 墊塊厚： C=50mm 模具厚度： H模=40+A+B+C=145mm 模具外形尺寸：300mm×300mm×240mm 2.7 澆注系統的設計

型腔位置的排布。該件采用一模一腔的結構形式，那么澆注系統的設計應直接采用從主流道到型腔流道的形狀及尺寸相同的設計，即平行式布置的形式。

2.7.1主流道的設計

主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套（如圖2-5）鑲入定模板內。主流道套通常用性能好的材料制造并熱處理淬硬。

主流道與噴嘴的接觸處應做成半球形的凹坑。二者應嚴密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm，常取Ф4-8mm，視制品大小及補料要求決定。主流道的錐角不宜過大，一般取2°～6°。

由初選注塑機知噴嘴球頭半徑為R12mm，孔直徑為Φ4mm。所以澆口套的結構形式如圖2-7。

其固定形式如圖2-8。由初選注塑機知定位孔直徑為Φ100。所以定位圈的大小也就為Φ100。

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如圖 2-7

如圖2-8

2.7.2分流道的設計

由于該注塑模是單個型腔的，所以可以不用考慮設置分流道，以便節約材料，節約成本。

2.7.3冷料穴的設計

冷料穴一般設在主流道的末端，在動?；蛳履Ｒ粋?。當分流道較長時，在分流道的末端也應該開設冷料穴。冷料穴的容積視具體需要而定。主流道末端冷料穴的

結構常常與拉料形式相集合。

在設計中我們可以把冷料穴開設在主流道的延長線上，因為錐形帶輪形狀比較簡單，可以在主流道上直接設置冷料穴，從而使模具在開模時將澆注系統凝料留在動模一側，在開模過程中將澆注系統凝料定出動模。

冷料穴的形式多種多樣，同時在冷料穴的下方設置推桿，以便將凝料強行從中推出。

這種結構設計簡單，制造方便。其機構簡圖如圖2-9。

如圖2-10 2.7.4澆口的設計

確定澆口形式及位置。為了提高生產效率，便于去除澆口凝料采用中心澆口尺寸與位置如圖所示。

塑件在澆口處的壁厚為1.5mm,澆口直徑可以根據課本：《塑料成型工藝及模具設計》Ｐ７３，取d=2mm。

2.8 按要求繪制裝配圖

圖 2-11

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第三章 成型零件的結構設計與計算

塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。

3.1模具部分的型芯

為了便于加工設置一個定模型芯，它的配合可以采用過盈配合。

3.2成型零件鋼材的選用

零件是大批量生產，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應該良好，機械加工性能和拋光性能也應該良好，因此構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用SMI

3.3成型零件工作尺寸的計算

塑件尺寸公差按SJ1372—78標準中的6級精度選取 查相關手冊得知ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%。平均收縮率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.55% 型腔工作部位尺寸：

型腔徑向尺寸Φ65.5 L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×65.5-0.6×0.24)=65.7+00.06 Φ59.7

L m+δ0=〔(1+ S)×Ls-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×59.7-0.6×0.24)=59.9+00.06 型腔深度尺寸H m+δ0=〔(1+S)×Hs-X△〕+δ0 =((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.3+00.06

0型芯徑向尺寸lm-δ0=〔(1+ S)×ls-X△〕=((1+0.0055)×14-0.6×0.24)-δ

=13.9

型芯高度尺寸hm-δ0=〔(1+ S)×hs-X△〕-δ0=((1+0.0055)×16.4-0.6×0.24)=16.3+00.06 中心距尺寸： Cm±δz/2=(1+S)Cs±δz/2=(1+0.0055)×65.5±0.06=0.12 式中 Ls—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）

ls —塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）

Hs—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）hs—塑件內型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）Cs—塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm）X—一般情況下為0.5到0.75，這里取0.6

△— 塑件公差（mm）

δz—模具制造公差，?。?/3~1/4）△

通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部件不需要進行收縮率計算。

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3.4 模架的確定和標準件的選用

由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據成型零件尺寸結合標準模架，選用模架尺寸為250mm×315mm的標準模架，可符合要求。

模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應用分模間隙，即在裝配，調試，維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。

1.定模座板（315mm×315mm，厚25mm）材料為45鋼.通過4個M10的內角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過4個M6的內六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。

2.定模板（凸模固定板）（250mm×315mm，厚20mm）固定板應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調質230HB—270HB。其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7，定模板與澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為H7/m6配合。3.支撐板（180 mm×250mm）

支撐板應具備較高的平行度和硬度。4.墊塊（40mm×315mm，厚50mm）1．）主要作用

在動模座板與支撐板之間形成推出機構的動作空間，或是調節模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。2.）結構形式

可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。3.）墊塊材料

墊塊材料為Q235A，也可用HT200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用Q235A制造。4.）動模座板（315mm×315mm，厚25mm）

材料為45鋼，注射機頂桿孔為￠ mm，其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。

5.）推板（118mm×315mm，厚16mm）

材料為45鋼，其上的推板導套孔和推導套采用H7/k6配合，用4個M6的內六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。

6.）推桿固定板（118mm×315mm。厚12.5mm）

材料為45鋼，其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f6配合。

3.4 合模導向機構設計

導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。

導柱的分布有多種形式。為了實現合模方向唯一性的原則，導柱分布的位置通常采用兩種辦法：其一，對稱分布，變動其中一根導柱的直徑；其二，非對稱分布。導柱直徑相同。如圖3-1所示。

圖 3-1 3.4.1導向機構的設計要求

1.）導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分。2.）該模具采用4根導柱，其分布為等直徑導柱不對稱裝置 3.）該模具導柱安裝在支撐板和模套上，導套安裝在定模固定板上。4.）為了保證分型面很好的接觸，采用在導套的孔口倒角。5.）在合模時，應保證到向零件首先接觸。6.）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。

3.4.1導柱的設計

該模具采用帶頭導柱,不加油槽,如圖3-2所示

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××

圖3-2 導柱的長度必須比凸模端面高度高出,6mm—8mm.1.)為使導柱能順利地進入導向孔,導柱的端部常做成錐形或球形的先導部分.2.)導柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4mm 3.)導柱應具有堅硬耐磨的表面,堅韌而不易折斷的內芯.多采用低碳鋼經滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A.T10A,經淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經調質表面淬火,低溫回火,硬度為50HRC以上.3.4.1推板導柱

推板導柱除了起導向作用外,還支撐著支撐板,從而改善了支撐板的受力情況,大大提高了支撐板的剛性,該模具設置了4套推板導柱與導套,如圖所示

圖3-3

第四章 脫模推出機構的設計

注射成型每一循環中,塑件必須準確無誤地從模具的凹模中型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構也常推出機構

1.塑件推出的基本方式 1.)推桿推出

推桿推出是一種基本的,也是一種常用的塑件推出方式常用的推桿形式有圓形,矩形,階梯形.2.)推件板推出

對于輪廓封閉且周長較長的塑件,采用推件推出結構.推件板推出部分的形狀根據塑件形狀而定.3.)氣壓推出

對于大型深型塑件,經常采用或 ＆助氣壓推出方式本模具,考慮到塑件輪廓封閉且周長較長故采用推板推出.脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力它是設計脫模機構重要依據之一.為了防止在推出過程中推板和澆注系統凝料推桿固定板歪斜和扭曲而折斷澆注系統凝料推桿或發生運動卡滯現象，需要推出機構中設置導向裝置如圖4-2

圖 4-1

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第五章 溫度度調節系統設計

5.1冷卻系統一般注射到模具內的塑料溫度為200℃左右，塑件固化后，從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并迅速脫模。

因為PS黏度低流動性好，因為成型工藝要求模溫都不太高，所以常用溫水對模具進行冷卻。

PS的成型溫度和模具溫度分別260℃—280℃，32℃—65℃用常溫水對模具進行冷卻。1.）冷卻介質

冷卻介質有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大，傳熱系數大，成本低，用水冷卻即在模具型腔周圍或內部開設冷卻水道 2.）冷卻系統的簡略計算

如果忽略模具因空氣對流，熱輻射以及與注射機接觸所散發的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統進行初步和簡略計算。

1.）求塑件在固化時每小時釋放的熱量Q查《塑料制品成型與模具設計》表4——25 PS單位質量放出的熱量Q=2.8 X102KJ/kg——3.5 X102 KJ/kg 取，Q1=3.5 X102KJ/kg 故

Q= Q1 X W0.215 X 3.5 X102 X60=4275KJ/h 式中，W—單位時間（每分鐘）內注入模具中的塑料質量（KJ/h）該模具每分鐘注

射2次

所以，W=2 X102.5 X1.05=0.215kg/min 2.）求冷卻水的體積流量] qv=WQ1/PC1(Q1-Q2)=215.25×3.5×102/[4.187×103×(25-20)] =3.59×10-3m3/min 式中，e——冷卻水的密度，為1 X103kg/m3

c1——冷卻水的比熱容，為4.187kj/kg.℃ Q1——冷卻水出口溫度，取25℃ Q2——冷卻水入口溫度，取20℃

3.）求冷卻管道直徑

查《塑料制品成型及模具設計》表4-27，取f=6.84（水溫為25℃）

取d=8mm 求冷卻管道總傳熱面積A 由公式得，A=60WQ1/h△Q1=60×0.215×3.5×102 /h×[65-(25+20)/2]=22.4×10-3

m2

式中，△Q——模具溫度與冷卻水溫之間的平均溫度差（℃）模具溫度取65℃

4.）計算凹模上座設冷卻管總長度（mm）由于傳熱面積A=πdL 所以。L=A/πd=22.4×10(3.14×8×10)=0.887m 5.）求凹模所需冷卻水管根數 n=L/B(B為模具的寬度）=0.887/0.315=2.8≈3孔

3-6

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總結與展望

一、總結

通過本次畢業設計我學到了許多知識，我的畢業設計題目是帶輪注塑模具設計。此次設計要綜合運用到我大學三年里所學到的理論知識和專業知識，并為即將踏入社會的我奠定了堅實的基礎。以下是我對這次的畢業設計的一些體會和心得：

這次畢業設計是一個理論與實踐相結合的過程，這次設計教會了我發現問題時如何去解決它。解決問題的方法有很多，但是哪一個更合理這就要通過自己的計算了。通過這次畢業設計，我還發現了自己的許多不足之處，比如想問題總是過于簡單化，考慮不全面，愛鉆死胡同，想到一個方案也不管是否合理就埋頭苦算，到最后還是要改。在今后的工作過程中我會做到揚長避短。

設計時，經過不斷的到校圖書館認真地查找和借閱相關的參考資料，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴闊了我的知識視野。本模具采用autoCAD、pro/e設計，在畢業設計其間對軟件的理解與熟練程度得到了很好的提升。

二、今后研究方向

在設計的過程中，也出現了一些客觀不足的問題，沒有實踐條件，不能根據實際的情況來作合適、客觀地修改，加上我自己的實踐經驗又不多，這樣做出來的設計，難免有不足之處，希望楊老師能夠體諒。

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致 謝

本論文是在導師XXX的悉心指導下完成的，經過幾個月的忙碌和工作，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個大學生的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作學習的同學、朋友們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。

在這里，首先要感謝的是我的指導老師X老師。X老師雖然工作繁忙，但是每周都抽出時間來親自指導和檢查督促我們做畢業設計，在我做畢業設計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細設計，裝備草圖等等整個過程中X老師都給予我悉心的指導。除了敬佩老師的專業水平、嚴謹的治學態度以外，老師科學研究的精神是永遠值得我學習的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學習。

其次我要感謝我的父母和與我一起做畢業設計的同學們。父母給了我強大的精神動力，同學們在本次設計中勤奮工作克服許多困難來完成此次設計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設計的過程將變得非常困難。

我還要感謝的是學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考、查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機械專業知識的基礎；同時感謝所有的同學們，正因為有了你們的支持，本次畢業設計才會順利完成。

通過畢業設計，使我對塑料注射模具這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當的距離，還需進一步的學習和實踐。

本設計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設計上不很周詳，許多應該考慮的因素可能沒有體現出來。在設計過程中，我得到了老師的精心指導和各方面的幫助，才得以順利進行，在這里再次表達我的謝意。