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注塑模設計畢業論文
注塑模設計畢業論文該如何寫呢？具體有什么內容？以下是小編為大家整理的有關注塑模設計的論文，希望對你有所幫助！
注塑模設計畢業論文【1】
摘要
本文是關于以汽車底盤零件為研究對象的注塑模設計，通過對其結構形式和材料的注射成型工藝進行正確的分析，設計了一模兩腔的塑料注射成型模具。塑料模畢業設計是模具專業學生在學習過程中的一個重要實踐性學習環節，其目的是：
1.應用本專業所學的理論知識和實訓技能進行一次注射模設計工作的實際訓練，以提高獨立分析和解決實際問題的技能、培養從科技研究工作的初步能力。
2.通過查設計資料手冊和視頻，熟悉設計標準和技術規范，通過進行方案論證、設計與計算、cad、u繪數據處理和綜合分析，編寫說明書等環節進行工程師的基本訓練。
3.根據本設計任務書，再通過分析了任務題目連接套筒零件的結構和注射工藝性的基礎上，詳細介紹了在u軟件平臺上快速生成連接套筒注射模型腔、型芯的過程。并介紹了運用模具專家系統進行模架和其它零部件設計及開模仿真方法。u的應用縮短了該模具的開發周期，提高了效率，降低了成本。
4.培養勤奮、求實、團結互助、勇于創新的優良品質。希望通過本次畢業設計答辯，進一步鞏固、深化、擴大所學到的知識、技能。
關鍵詞: 注射模、cad、u、機械。
引言
近年來，模具在產品制造過程中占據重要地位。模具設計水平的高低，在很大程度上決定了生產率的高低。有效的模具設計可以降低資源調整次數和調整時間，為生產計劃與調度提供更大的優化空間，以達到提高生產效率的目的。模具設計是工裝系統的重要組成部分，它影響著產品生產的效率和質量。對模具設計進行深入的研究有著重要意義。中國塑料模具制造水平已有較大提高。型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業設備數控化率已有較大提高，cad/u等軟件技術的應用面已大為擴展，高速加工及rp/rt等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業的蓬勃發展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業管理水平的提高，有些企業已實現信息化管理和全數字化無制造。
面對現在的情況未來模具的發展趨勢向模具加工設備提出了特殊要求：一是制造模具的鋼材硬度較高，要求模具加工設備具有熱穩定性、高可靠性；二是復雜型腔和多功能復合模具要求加工編程程序量大，具有高深孔腔綜合切削能力和高穩定性；三是高動態精度。面對激烈的市場競爭以及外資企業的推動，中國許多模具企業結合自身發展需要紛紛加大設備投資，一方面自主開發新工藝、新設備，另一方面也引進國外先進的加工設備。比如美國摩爾坐標磨床，辛辛那提龍門加工中心，德國dm公司的各類精密設備，瑞士制造的各類精密設備如阿奇夏米爾公司，瑞典制造的.精密定位基準系統，日本牧野、三菱、沙迪克、大隈等公司的精密設備，瑞士、德國、意大利的五軸高速銑等。此外，還有立式加工中心、立式快速加工中心、數控銑床、數控仿形銑床、電加工機床、數控三坐標測量機、高速高精度電火花成型機、線切割機床、坐標磨床、坐標鏜床、鏜銑機、成型磨床、光學曲線磨床、帶鋸床、深孔鉆、電極加工機、雕刻機、拋光機、合模機、模具標準件加工專機、高性能熱處理設備、快速成型設備、各種刀具及磨刀機、計算機工作站及微機等。
此外，在模具行業內提倡模具生產專業化與模具帶產品的兩種模式發展國內模具工業；繼續在模具企業間形成誠信經營，公平競爭，重合同守信用的經營作風；繼續加大模具人才的培訓力度，滿足上海模具工業的需求；以多種形式交流先進經驗，推廣現代模具建設、經營辦法，促進國內模具企業整體素質提高等。
畢業設計的主要目的有兩個：
一是讓學生掌握查閱資料手冊的能力，能夠熟練的運用cad、u等軟件進行模具設計；
二是掌握模具設計方法和步驟，了解模具的注射工藝過程。
本書是根據《塑料成型工藝與模具設計》、《注塑成型及模具設計實用技術》、《塑料制品與模具設計》、《中國模具設計大典》等諸多參考資料編寫而成。運用u、cad軟件設計出選定的塑料制品的紙，由于缺乏經驗、知識有限、時間倉促，該書難免出現一些不足之處，請老師和同學們多多指教，謝謝大家的支持。
注塑模設計畢業論文【2】
摘要
塑料件已在日常生活中得到廣泛應用，塑件成型工藝要求也越來越完美，注塑模具應用更廣泛。本次畢業設計以給定的電器支腳為對象，對該支腳注塑模具進行設計。首先測量塑件尺寸大小，再在U進行逆向三維造型，導出零件的二維紙。在U中進行定分型面、調模架、開框、加頂針等操作，可更加清晰地表達注塑模具的工藝過程。在完成塑料成型工藝特性和塑件結構特點的分析，確定使用一模一腔、大水口分流道方式進澆的二板模。接著詳細的設計了模具成型系統、澆注系統、冷卻系統和脫件系統的每一個部件，設計內容包括：模仁、成型零件、澆口套、推桿、冷卻水路尺寸和位置，最后確定注塑機的型號。
關鍵詞：注塑模具； 塑件成型； 塑料；模具設計 ；
第一章 概述
1.1 課題的引出
隨著電子電器產品的廣泛使用，其配件的生產愈來愈顯得重要。這些配件絕大部分是塑料制品，塑料制品的生產要配以專門的模具，所以模具設計是一塊很大的領域，也就形成了模具產業。本課題取材于中型電器支座，該塑料制品需要有相應的模具來成型生產。這次的課題就是要設計出生產該產品的成套模具。
1.2 塑料成型模具在加工工業中的地位
模具工業是高新技術產業的一個組成部分。例如,屬于高新技術領域的集成電路的設計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數字化電子產品(包括通訊產品)的發展，沒有精密模具也不行。不僅電子產品如此，在航天航空領域也離不開精密模具。例如,形狀誤差小于0.1～0.3μm的空對空導彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成型。因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術產業的一部分。有些生產高精度模具的企業，已經被命名為“高新技術企業”。
模具工業又是高新技術產業化的重要領域。模具制造技術水平的提高，模具工業的技術升級，離不開同高新技術的嫁接。CAD/CAE/CAM技術在模具工業中的應用，快速原型制造技術的應用，使模具的設計制造技術發生了重大變革，就是一個最好的例證。模具的開發和制造水平的提高，有賴于采用數控精密高效加工設備；逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術在模具工業中的應用，也要與電子信息等高新技術嫁接，實現高新技術產業化。
模具工業是裝備工業的一個組成部分。在1998年以前，許多人把機械工業當作一般的加工工業。1998年11月召開的中央經濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業的開發力度，推進關鍵設備的國產化。將機械工業作為裝備工業，同一般的加工工業區別開來，是對機械工業在國民經濟中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎工藝裝備，在裝備工業中自然應有其重要地位。因為國民經濟各產業部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。各產業部門需要的裝備，有許多是電子信息技術的載體。好像一個人，不僅要有聰明的腦袋
第一章 概述
和靈敏的神經系統，還要有堅強的軀干和靈巧的雙手和雙腳。機械工業制造的裝備一旦與電子信息技術嫁接，就如虎添翼，腦袋更靈光，神經更靈敏，手腳更靈巧了。
模具工業地位之重要，還在于國民經濟的五大支柱產業——機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業的發展與之相適應，以滿足五大支柱產業發展的需要。機械、電子、汽車工業需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質與量上都還不能滿足這些支柱產業發展的需要。這幾年，我國每年要進口7億美元左右的模具。我國石化工業一年生產500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成型，做成制品，才能用于生產和生活的消費。1997年我國生產的塑料制品達700多萬噸；2005年塑料制品將增加到1 500萬噸左右。建筑業過去與模具工業的關系不大，現在不同了，地板磚和衛生潔具需要大量的陶瓷模具，塑料管件和塑鋼門窗也需要大量的塑料模具成型。從五大支柱產業對模具的需求當中，也可以看到模具工業地位之重要。
我們應該進一步加深對模具工業地位與作用的認識，把模具工業放在它應有的位置上，并向政府有關部門匯報和向社會各界宣傳，取得共識。在財稅政策、技術改造、資金信貸、人員培訓等方面，應爭取得到政府有關部門和社會各界的重視和大力支持，采取各種有力措施，加速模具工業的發展。
1.3模具技術的現狀及發展趨勢
1.3.1模具的現狀
塑料工業是世界上增長最快的工業之一。隨著科技日新月異的發展，塑料工業得到了前所未有的發展，從而使塑料的數量也不斷上漲。當然塑料工業的發展離不開塑料模具設計，模具工業被譽為“工業之母”。隨著模具技術的迅速發展，在現代工業生產中，模具已成為各種工業產品不可或缺的重要工藝設備。模具成型具有優質、高產、低消耗、低成本的特點。因而，在國民經濟各個部門得到了極其廣泛的應用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學穩定性好，電絕緣性強，力學性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優異性能，成為工業部分必不可少的新型材料。
第一章 概述
但隨著科技的不斷發展，各種性能的塑料產品的不斷開發，注塑工藝越來越多地被各個制造領域用以成型各種性能要求的產品。近年，模具行業結構調整和體制改革步伐加大，主要表現在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發展速度高于一般模具產品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業模具廠數量及其生產能力增加；“三資”及私營企業發展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區發展快于中西部地區，南方的發展快于北方。目前發展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發展。
以上所體現的各個方面，都與模具設計有著非常密切的關系。一副設計合理的.模具，就有85﹪成功的希望，其余就要靠設備和模具制造工人的熟練程度來達到，所以，提高塑料注射模具的設計水平尤為重要。本套模具在設計的中，結合前人的設計經驗和這幾年模具發展的新成果，采用了很多更合理的模具結構。如今，我國模具成型工業已形成了相當規模的完整體系，越來越多的新技術，新工藝，新材料誕生，并將應用在模具產業中，這將促使我國模具工業的飛躍發展。同時，我國模具工業的總體水平與世界先進國家相比還有一定差距，還要大力推進模具產業的科技進步，開展新技術，新材料研究開發，并進一步加強對模具工業專業技術人才的培養，使之可持續發展，為我國模具成型加工技術超趕世界先進水平作出貢獻。
雖然說我國模具業發展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:1、體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業雖然已經對中國模具工業的發展起了積極的推動作用，私營企業近年來發展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，行業發展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。2、開發能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創造產值約合1萬美元，國外模具工業發達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業管理的企業較少。3、第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業落后許多，特別是設備數控化率
第一章 概述
和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業鉗工比例過高等問題。4、專業化、標準化、商品化的程度低、協作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業觀念落后，模具企業專業化生產水平低，專業化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產自用。模具企業之間協作不好，難以完成較大規模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。5、模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.3.2模具的發展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業調整發展。雖然我國的模具工業和技術在過去的十多年得到了快速發展，但與國外工業發達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發展的需求。未來的十年，中國模具工業和技術的主要發展方向包括以下幾方面:
1）模具日趨大型化；
2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術； 3）模具掃描及數字化系統；
4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發展優質模具材料和先進的表面處理技術； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；
9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10）開發新的成形工藝和模具。
1.4設計的任務與要求
（1)設計任務
1．設計給定塑料制品的注塑成形模具，該模具能直接安裝在注塑成形機上，生產合格的產品；
2. 用三維軟件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）對模具進行分模和結構建模；
3．用二維軟件生成模具裝配和部分零件。
(2)技術要求
1．模具在一次動作循環中應能生產出合格的產品，并能拉料、脫料、脫模等。
2．模具的壽命要求應能滿足生產5萬件以上。
3．該注塑產品可根據現有實物進行逆向設計，應結構合理、外形美觀，并滿足注塑工藝要求和使用功能要求。
(3)方法要求
同學在通過調研、畢業實習、查閱資料和設計計算，確定模具方案后，用三維軟件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）相應模具設計模塊對零件進行實體造型、分模、模具三維設計，然后結合該軟件的工程模塊，用二維電子板及Ltools注塑模輔助設計模塊，生成裝配結構和零件。
1.5設計概要
先對樣品進行分析，電器支腳的配合精度不是很高，設計時沒必要要求高精度。采用逆向造型的方法，測量樣品各方向的尺寸，用U軟件進行三維造型，完成后生成二維零件。分析塑料的成型工藝特性，初步確定模具的結構方案，選好標準模架和注射成型機的型號。然后進行冷卻系統和澆注系統的設計。接著完成模具成型零件的設計，包括模仁、前后模開框、斜導柱的設計。最后對推出和導向機構進行設計，并選擇計算重要零件的工藝參數，對模具各結構的強度進行校核。綜上所述，設計了一副一模一腔的塑料模具，該模具能在所選擇的注塑成型機上生產出合格的電器支腳。塑件
1-1 注塑產品
第二章 塑件制品的工藝性分析
2.1 塑件材料特性
本塑料產品的材料是尼龍（PA），又稱聚酰胺。品種有PA6,PA66,PA610,PA612以及PA1010等。最常用的PA66在尼龍材料中強度最高，PA6有最佳的加工性能。
化學和物理特性
a、 結晶度高
b、機械強度高、韌性好、耐疲勞、表面硬且光滑、摩擦系數小、耐磨、具有自潤滑性、耐熱（100℃內可長期使用）、耐腐蝕、制件重量輕、易染色、易成型。沖擊強度高（高過ABS、POM，但比PC低），沖擊強度隨溫度、濕度增加而顯著增加（吸水后其強度如拉伸強度、硬度、剛度會有下降）。
c、 缺點主要有：熱變形溫度低，吸濕性大（加工前要充分干燥，加工后要進行調濕處理）注塑技術要求較嚴、尺寸穩定性較差。
d、流動性好，容易沖模成型，也易產生飛邊，尼龍模具要有較充分的排氣措施。
e、 常用于齒輪、凸輪、齒條、聯軸節、軸承類傳動零件等零件。
2.2 結構分析
在用U把產品三維造型出來以后，應用分析模塊，可以分析出產品的體積為6.45104mm3,即64.5cm3，質量為506.67。
產品外觀和精度要求不高，采用一般精度MT3，自由公差尺寸則采用MT5，內外表面粗糙度為0.8m。
產品在垂直于出模方向的豎直面上設置1°的拔模斜度。
2.3 塑件材料的成型特性與工藝參數
熱塑性塑料的成型方法有注射成型，擠出成型，吹塑成型，吸塑成型的。 注射成型時熱塑性塑料產品生產中最為普遍的一種成型方法，塑料首先在注射機的加熱料筒內受熱熔融變成流體，然后在注塑機的螺桿或柱塞推動下，經注塑機噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔，在型腔內成型、冷卻、固化，脫模后得到制品。生產工藝過程為：生產前調試→加料（粒料或粉料）→注塑機合模→注塑機料筒內熔融→注射、充模、保壓→冷卻定型→注塑模開啟→制品脫模及卸料→清模、制品后處理。
模具設計方面：
a、
PA黏度低，流動性好，容易產生飛邊，所以要提高對分型面的加工要求，以確保分型面的緊密貼合，而且模具又必須有良好的排氣系統。
b、 c、 d、
澆口設計形式不限。
設計較高模溫，以保證結晶度要求。
PA收縮率波動范圍大，尺寸穩定性差，模溫控制應靈敏可靠，設計模具時應注意從結構方面防止制品出現縮孔，并能提高制品尺寸的穩定性。
e、
選用耐磨性較好的模具材料。
尼龍注塑工藝特性：
a、 原料需充分干燥，溫度80~90℃，時間4小時以上。
b、熔料黏度低，流動性好，制品容易出現飛邊，故壓力取低一些，一般為60~90MPa，以保證取相同壓力。
c、 料溫控制。過高的料溫易使塑件出現色變、質脆以及銀絲，而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。料筒溫度一般為220~280℃。 d、收縮率（0.8%~1.4%）,使塑件呈現出尺寸的不穩定
e、 模溫控制：一般控制在30~90℃，模溫直接影響尼龍結晶情況及性能表現，模溫高則結晶度大，剛性，硬度、耐磨性提高;模溫低則柔韌性好，伸長率高，收縮性小。
f、 注射速度：高速注射，因為尼龍料熔點高，只有高速注射才能使其順利充模。
、此產品顏色為黑色。
2.4 確定模具結構方案
從產品的結構可知,1、產品對表面外觀要求不高，可采用大水口二板模架。2、冷卻系統采用普遍的冷卻水管冷卻。3、推出機構采用簡單的推桿推出。
第三章 成型設備的選擇
3.1 注塑成型機的選擇
選擇的成型機的型號為XS-ZY-125（寧波市海曙泰力機械有限公司），其主要參數如表3-1：
表3-1 注塑機主要參數（XS-ZY-125）
3.2 模架的選擇
國產模架比較常用，選CI 2530大水口模。
3.3 有關參數的校核
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體積（塑件和流道凝料之和）應在注
塑機最大注射量的80%以內。前面已經分析過本塑件的體積為64.5cm3。查表3-1所選的注塑機理論注塑量為125cm3。塑件加上一小部分凝料的體積約為理論注塑量的25%，滿足要求。
3.3.2 注射壓力的校核
制品成型時的注射壓力很大程度上影響了制品的表面質量、形狀和尺寸精度。注塑機的額定注射壓力必須大于制品成型所需的壓力，這樣才有調整的余地。塑件成型所需的注射壓力與塑料種類、塑件形狀等因素有關。尼龍塑料的建議注射壓力為60~90Mpa，由于本制品的形狀不復雜，精度要求一般，故取70Mpa。在注塑機的額定注射壓力150Mpa以內，滿足要求。
3.3.3 鎖模力的校核
鎖模力是選注塑機的一個重要參數，在生產某一制品時，若鎖模力不夠可能會有溢料現象，這樣對工作人員造成很大危險。高壓的塑料熔體充滿型腔時會產生很大的推力，即脹型力T，其大小等于制件和澆注系統在分型面上的投影面積之和乘以型腔壓強。T一定要小于注塑機的額定鎖模力F才能安全生產，通常取額定鎖模力的80%，以保證注射時不發生溢料。T可按下式計算：
T=制品投影面積A×型腔壓強P （3-1）
正常生產中，PA成型時所選用的型腔壓強值為42Mpa。制品投影面積可從零件中可分析出：
3.1447.52 mm242MPa297.55KN
3.3.4 模具部分安裝尺寸的校核
注塑機能生產出合格產品的前提是模具能順利的安裝在注射機上，在選注射機時必須校核注塑機上與模具安裝有關的尺寸。不同型號的注塑機，其安裝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，模具的長寬，噴嘴尺寸，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應在注射機規定的最大最小值之間，這樣模板閉合時才能達到規定的鎖模力。本設計中模具的厚度為261mm，在注塑機的最大300mm與最小200mm范圍內，能滿足要求。
（2）模具的長度和寬度校核
要校核長度和寬度，主要是考慮模具在注塑機上的固定方式。通常不配套生產的模具都采用壓板固定方式固定，只需模具動、定固定板上有螺釘孔即可。本套模具的長度為300mm，寬度為250mm，在注塑機拉桿間距260mm×3600mm
之間，故能夠滿足安裝要求。
（3）定位圈尺寸的校核
模具上的定位圈和注塑機固定板上的定位孔都是按標準進行加工的，安裝時肯定可以使主流道中心線與注塑機噴嘴中心線重合，能夠滿足要求。
（4）開模行程的校核
模具開模后為了取出制品，要求有足夠的開模距離。二板模的最小開模行程S可按下式計算：
SH1H2（5~10）mm （3-2）
H1——制品所需推出的最小距離； H2——制品及澆注系統凝料的總高度；
5~10mm——安全距離。
從裝配中可找出H120.3mm，H295.8mm，代入式3-2得： S=20.3+95.8+10=126.1mm
小于注塑機的移模行程300mm，故能滿足開模要求。
第四章 澆注系統的設計
4.1 分型面的選擇
4.1.1 型腔數目的確定
合理的確定型腔數可以提高生產率和經濟性。型腔數的確定要考慮塑件的結構特點，若零件結構簡單、尺寸又不大則可定為一模多腔，若零件結構復雜，如：有很多側抽芯且不規則布置，一般定為一模一腔。為了使模具尺寸合理、復雜度減小，定為一模一腔。這樣澆注系統的設計也變的更簡單了
4.1.2 分型面的選擇
分型面就是型芯和型腔的分界面。塑件結構規則的話，最好以平面作為分型面；不規則的話，要以有利于分模為原則設定分型面。分型面的選擇是否合理對于塑件質量、模具制造與使用性能均有很大的影響。分型面設計的一般原則： （1） 有利于脫模；
（2） 必須確保塑料制品尺寸精度； （3） 必須保證塑料制品外觀質量要求； （4） 有利于簡化模具結構； （5） 方便模具制造；
（6） 分型面上盡量避免尖角利邊； （7） 滿足注射機技術規格的要求。
本塑件有側抽芯機構，側抽芯機構應盡量安排在動模，這樣雖然不利于推出制品，但能簡化模具，權衡利弊，分型面4-1：
制品分型面的選擇
4.2 流道與澆口的確定
澆注系統一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 澆注系統設計時應遵循如下原則：
（1） 保證制品的外觀質量 對有表面質量要求的產品，應盡量將澆口設置在制
品的隱蔽部位。若無法做到，則應使澆口容易切除。 （2） 保證制品的內部質量
澆口的形式和數量選擇合理的話，能保證塑料熔體迅速填充型腔，使制品內部組織細密。澆注系統應能順利地引導熔融塑料充滿型腔各個角落，使型腔內氣體能順利排出，避免制品內形成氣泡。
（3）阻力最小 流道設計要盡量短，并盡量減少折彎，流道截面積要盡量合理，宜小不宜大。
（4）不影響自動化生產
由于制品中間是孔，要設計分流道。4-2：
流道和澆口設計
制品脫模取出后，要后續切除留在制品上的主流道凝料，并修磨掉棱角。
4.3排氣系統的設計
在模具設計中排氣是很重要的問題，困氣的后果有： （1） 在制品表面形成流痕、氣紋、接縫，使表面輪廓不清。 （2） 填充困難，產生飛邊。
（3） 氣體被壓縮產生高溫，造成制品困氣處局部炭化燒焦。 （4） 制品內部產生氣泡，致使制品組織疏松，強度下降。
（5） 使制品內部殘留內應力很高，制品外形可能變形，尺寸誤差很大。 （6） 降低熔體填充速度，使成型周期加長。
注塑模的排氣方式有一下幾種：流道排氣、分型面排氣、鑲件配合面及側向抽芯結構排氣、加排氣桿、推桿或推管與動模鑲件的配合面、透氣鋼排氣等。
本制品的排氣很簡單，型芯已整塊做成鑲件，非常有利于排氣，再加上推管、側抽芯機構和分型面，整體上不存在排氣困難，故不用另外設置排氣結構。
4.4流長比的校核
熔體流動長度與制品壁厚度的比值叫流長比，流長比是一個很重要的參數，可以考慮制品最多能做多薄而不產生成型缺陷。流長比與注射壓力有關，PA的平均流長比為170:1。流長比的計算公式為：
ki1nLi （4-1） wi
式中， Li：流動路徑各段長度，mm；
wi：流動路徑各段的型腔厚度，mm；
n：流動路徑總段數。
本制品4-3：
流長比計算見
將數據代入式4-1有：k
的流長比范圍內，符合要求。 65.8915.68.116.127.17,完全在允許4.814.13.423.8
第五章 成型零部件的設計與計算
5.1 凹模、凸模的結構設計
凹凸模一般都做成內模鑲件的形式，而不是直接在A、B板上加工。這樣做的好處就是能節省優質鋼材，還有利于排氣。
5.1.1 凹模的結構設計
凹模是裝在定模板上的鑲件，用以成型塑料的外表面。凹模有整體式和組合式兩種。組合式凹模的剛性不及整體式，易在制品表面留下痕跡，影響外觀，但可以通過配合間隙來排氣，只適合于型腔難加工結構較復雜的制品。對于凹模中易磨損的部位也采用組合式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模報廢。本制品，型腔結構很簡單，也不容易磨損，故可以采用整體式凹模
5.1.2 凸模的結構設計
凸模是裝在動模里的鑲件，用以成型塑料制品的內部結構。凸模和凹模一樣分為組合式和整體式。因為鑲嵌式同樣難以加工，則兩個模仁都采用整體式，5-1：
5-1 凹凸模示意
5.1.3 A板的結構設計
A板（定模板）的長度即模架的長度，本例模架選擇的2530-CI型；定模板厚度在有面板的情況下為框深20~30mm。厚度盡量取小些，可減少主流道長度，縮短成型周期，還可在前模安裝在注塑機上生產時，緊貼注塑機定模板以避免變形，本板加厚20mm。其形如下：
5.1.4 B板的結構設計
B板（動模板）的長度也即模架的長度，所以長度數值等于A板。動模板的厚度一般等同于開框深度加30~60mm左右。其厚度應取大些，以增加模具的強度和剛度，本板加厚35mm。其形狀如下：
5.2 成型零部件的尺寸計算
型芯型腔尺寸都由U自動生成，不必計算。我們要確定的是內模鑲件尺寸。確定內模鑲件尺寸的方法有兩種：經驗法和計算法。在實際工作中常常采用經驗確定法而不是計算法。總體原則是：必須保證模具具有足夠的強度和剛度，是模具在使用壽命內不致變形。
（1） 確定內模鑲件的長、寬尺寸
型腔至內模鑲件邊之間的鋼厚A可取15~50mm，型腔的深度越深，A也取得越大。本制品凹凸模長寬尺寸相同。制品直徑95mm，可取模仁寬度為145mm，即單邊鋼厚取得24.5mm。制品長226mm，模仁長度取為295mm，即單邊鋼厚取34.5mm。
（2） 確定內模鑲件高度尺寸
① 凹模厚度Ha 一般在型腔深度基礎上加15~20mm，當制品在分型面上的投
影面積大200cm2時，宜取25~30mm。本制品在它的分型面上的投影面積約為287.7cm2，因為凹模上沒有多大的腔體，所以取Ha為25mm。
② 凸模厚度Hb Hb=型腔深度+封料尺寸（最小8mm）+鋼厚14mm左右。本
制品型腔深度為33，故Hb取55mm
內模鑲件與模板的配合為過渡配合，公差為H7/m6，內模鑲件之間的配合公差為H7/m6。
內模鑲件設計好了后，就要設計動、定模的開框尺寸。開框的長寬基本尺寸等于內模鑲件的長度和寬度基本尺寸，公差配合取H7/m6；A、B的開框深度分別比內模鑲件的高度尺寸小0.5mm，使鑲件裝配后高出分型面0.5mm，以保證模具在生產時分型面優先接觸。當開框深度≤50mm時，開框圓角半徑R=13mm，我們就取13mm。
第六章 脫模機構及合模導向機構的設計
6.1 脫模機構的設計
在注射動作結束后，制品在模具內冷卻成型，由于體積收縮，對型芯產生包緊力，當其從模具中推出時，就必須克服包緊力而產生摩擦力。要使塑料制品及澆注系統凝料從模具中安全無損壞地推出，就必須設計相應的脫模系統。脫模系統主要包括：①推桿、拉料桿、推板、推塊等推出零件；②復位桿、復位彈簧及推桿板先復位機構等推出零件的復位零件；③推桿固定板和推桿底板等推出零件的固定零件。
推桿結構示意
1、塑件 2、凸模 3、推桿 4、拉料桿 5、推桿固定板 6、推桿底板 7、底板
脫模力的計算
脫模力的理論計算公式是：
F脫=f*F正*cos－F正*sin （7-1）[1]
對于不通孔的殼形塑件脫模時，還需要克服大氣壓力造成的阻力F阻，其值
為：F阻=0.1A（A為型芯端面面積mm2）。
在實際生產中并不是都要去計算脫模力，而是根據經驗來選擇推出零件的尺寸，至于注射機頂棍的推力是完全滿足工作要求的。
本設計中采用推管推出的形式。在選擇推管時要注意推管型芯直徑要大于或等于零件螺絲柱位內孔直徑，推管外徑要小于或等于螺絲柱的外徑，并去標準值。推管的長度取決于模具大小和制品的結構尺寸。本塑件選用的推桿規格有3mm146.4mm四根： 4mm145.4mm四根；拉料桿6 150.8mm一根。具體布置位置見裝配紙。
6.2 導向機構的設計
模具上相對活動的零部件都必須有精確的導向機構，使其能按照設計師給定的軌跡運動。另外，模具在高溫高壓下成型，成型零件會受到很大的側向壓力，使其有錯位的傾向，為提高模具的剛度和強度，還必須有定位結構。
在注塑模具中，導向機構的作用有以下幾點：
（1）定位作用 模具閉合后，保證動、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。在模具裝配過程中也會起到定位的作用，即便于模具的裝配和調整。
（2）導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模準確不合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。
（3）承受一定的側向壓力 塑料熔體在充模過程中可能產生單向側向壓力，導柱將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。如果側向壓力很大或精度要求高時，則不能單靠導柱來承擔。
（4）承受模具重量 模具上的活動件在開模時及開模后都懸掛在導柱上，須由導柱支撐其重量，所以導柱的強度一定要足夠。
6.2.1 A、B板導柱設計
本制品屬于對稱零件，成型時側向壓力不會很大，所以可以只采用導柱來兼起導向和定位的作用。
導向系統設計時，導柱與導套的配合為間隙配合，配合公差為H7/f7，表面粗糙度0.4m；導柱與安裝孔采用過度配合H7/m6，表面粗糙度0.8m。由于塑件通常留在動模，所以為了便于制品取出，導柱通常安裝在定模。
6.2.2 推桿板導柱設計
推桿板導柱的作用是減少復位桿、推桿、推管或斜推桿等零件和動模內模鑲件的摩擦。推桿板導柱的裝配有三種方式：①導柱固定于動模底板上，穿過推桿板，插入動模托板或動模板，導柱的長度以伸入托板后動模板深H=10~15mm為宜。②導柱固定于動模托板上，穿過兩塊推桿板，不插入底板。③導柱固定于動模底板上，穿過推桿板，但不插入動模托板或動模板。在注塑模中最常用的是第一種方式。
推桿板導柱數量和直徑的確定方法：
直徑一般與標準模架的復位桿直徑相同，但也取決于導柱的長度和數量。如果方鐵加高，則導柱的直徑應比復位桿直徑大5~10mm。
對于寬400mm以下的模架，采用2支導柱；對于寬400mm以上的模架，采用4支導柱。
本設計中推桿板導柱直徑取15mm，位置x方向間距取95mm，y方向間距取200mm。
第七章 溫度調節系統的設計與計算
在模具生產中，為了保證塑料制品的成型質量和生產效率，必須利用外部介質對模具進行加熱或冷卻，將模具溫度控制在一個合理的范圍內。模具中將熔體的熱量源源不斷地傳遞出去，或者將模具加熱到模具正常的注射溫度的那部分結構就叫溫度控制系統。對于大多數塑料來說，模具都需要冷卻。但對于黏度高、流動性差的塑料，提高模溫可以較好地改善其流動性，所以要設置加熱系統。模溫對制品精度有很大影響：模具溫度過高，成型收縮不均，脫模后制品變形多大，還容易造成溢料和粘模；模具溫度過低，則熔體流動性差，制品輪廓不清晰，表面會產生明顯的銀絲或流紋等缺陷。另外，模具溫度若控制得好，熔體可以及時固化、開模及取出成型制品，縮短了成型周期，能提高生產率。
母模仁水路布置示
7.1 計算冷卻管道直徑
根據牛頓冷卻定律：
QAT'
式中 Q——冷卻介質從模具帶走的熱量；
——冷卻管道與冷卻介質間的傳熱系數；
A——冷卻管道的熱傳面積；
T——模具溫度與冷卻介質的溫度差；
'——冷卻時間。
從式中可知，冷卻水孔的直徑越大越好。但冷卻水孔的直徑太大會導致冷卻水的流動出現層流，降低冷卻效果。冷卻水孔的直徑一般在5mm到13mm之間，
設計中常按經驗確定其大小。可按表7-1查取：
表7-1 根據模具大小確定冷卻管道直徑
7.2 冷卻回路的布置形式
冷卻回路數量要根據具體模具結構來確定，總體原則是要均勻充分冷卻。本制品有較深的型腔，故冷卻管道要深入到型芯才能充分冷卻，7-1所示。具體位置布置見模具裝配紙。
總結
通過這次的畢業設計，初步認識了注塑模的工藝，注意到在設計過程中的一些問題，同時對模具的結構和工作原理有了一定的了解。在一開始，我們對模具沒有什么概念。老師為了讓我們對模具的結構有個充分的形象了解，介紹我們去塑料生產廠參觀實習。在實習中，結合模具實物的講解，我們學習了模具的各種結構和注塑機的工作原理。
根據塑料制品，我們先進行逆向三維建模，導出零件的二維紙。經過塑料成型工藝特性和塑件結構特點的分析，確定了模具的結構方案。之后就是選好成型設備和其他輔助系統，計算好各結構的重要尺寸。
這次設計中都是使用U三維軟件和CAD二維軟件。這個過程讓我了解了它們之間的聯系，熟練掌握模具的CAD/CAM/CAE技術是改造傳統模具生產方式的關鍵技術。同時使我更能夠聯系實際去設計，多方面，多角度的去思考，相信這次的設計對我們將來從事設計工作有很大的幫助。
注塑模設計畢業論文【3】
摘要
塑料行業是20世紀發展最快的行業，也是21世紀最有前途的行業之一。塑料的發展直接導致了注塑模具的發展。塑料模具是用來生產塑料制品的工具。本課題主要是針對接線端子的模具設計，涵蓋了澆注系統、模具成型部分的結構、頂出系統、冷卻系統，注塑機的選擇及有關參數等的詳細設計，并進行了簡單的加工工藝的編制。通過塑料模具的設計，能夠全面的了解塑料模具設計的基本原則，熟練使用Solidworks、AutoCAD軟件進行模具設計，為以后的工作奠定了基礎。
關鍵詞：接線端子；塑料模具；澆注系統；澆口。
主要符號表
p公公稱壓力 p0注射壓力
v公最大注射量 S收縮率
qv體積流量 α'鎖緊塊的斜角
Hmax模具最大閉合高度 a斜導柱傾斜角
Hmin模具最小閉合高度 α斜導柱傾斜角
S機開模行程
Smax最大收縮率
δz模具制造公差
h3傳熱膜系數
[σ]材料的許用應力
S抽抽芯距
ti流道中各段流程的厚度
Q總模具型腔的總熱量
L斜導柱的有效工作長度
F2導滑槽與滑塊之間的摩擦阻力
t0塑料脫模溫度
Li流道中各段流程的長度
f摩擦系數 S模具制造公差 δc模具磨損量 d斜導柱直徑 P導滑槽施加的壓力 p塑件對型芯產生的單位正壓力 A塑件包緊型芯的側面積 [δ]為脫模板中心允許的最大變形量 Le結晶型塑料溶解潛熱 F1斜導柱與滑塊之間的摩擦阻力 Q'抽拔阻力
1.緒論
1.1 前言
近年來，塑料制品在工業、電器、醫藥、交通運輸等行業的應用越來越廣泛，是材料工業中發展最快的領域之一。塑料廣泛應用得益于它自身的性能與特點，首先塑料的質量輕，密度小，這使得在相同體積下與其他金屬制品相比較，塑料制品的重量就要比金屬材料制品的重量輕得多。第二得益于塑料比強度高，能夠更大程度滿足設計需要。塑料注射模具是生產塑料制品的一種工具，也是賦予塑料制品精準尺寸和完整結構的工具。用塑料注射模具生產的零件，具有生產率高、質量好、成本低等一系列優點。因此塑料注塑模具發展水平的高低，是一個國家機械水平的重要標尺。
1.2模具發展現狀及國內外發展方向
塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品，工業用品的統稱塑料的出現給人類帶來了極大地便利，由于其有成本低廉、抗腐蝕能力強、可塑性強、還可用于制備燃料油和燃料氣，降低原油消耗等無可替代的優點，自發明之日起就廣受歡迎，隨著加工工藝的進步和技術的突破，塑料制品滲透進我們生活的方方面面，成為最重要的必需品[1]。塑料模具的發展是隨著塑料工業的發展而發展的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場塑料制品要發展，必然要求塑料模具隨之發展
[2]。注塑成型時將融化的塑料由高壓射入模具，經冷卻凝固，得到塑料制品的一種加工形式。它具有成型率高、塑件質量穩定、自動化程度高、成本低等優點，在塑料生產中占十分重要的地位。注塑模具時注塑成型的一種重要工藝裝備，其在注塑成型中處于核心地位。據統計。注塑模具在整個模具的總量中占50%以上
[3]。通過對塑料制品的注塑模具的設計，能夠熟悉和掌握塑料制品的設計全過程，能夠根據塑件材料的不同性能，不同的結構特點，選擇適合的模具結構，使我們在塑件結構設計，塑料成型工藝分析等方面有綜合提升，為以后從事模具相關工作奠定基礎[4]。大型注塑、精密注塑和薄壁注塑是當前存在的三種主要的注塑形式，由于其注塑工藝的小同，對模具的要求也小同[5]。
隨著工業技術的快速發展，“以塑代鋼”的零件在電子、電信、醫療、汽車、儀表等行業的應用越來越多,對塑料制品的品質要求也越來越高[6]。我國的塑料模具工業從起步到現在，歷時半個世紀之久，有了很大發展，模具水平有了較大提高[7]。近年來，隨著汽車，家電，電子通訊設備的迅猛發展，在未來的模具市場中，塑料模具占總模具的比例將逐步提高，且發展將會快于其他模具[8]。先進
制造技術的出現正急劇改變著模具業的產品結構和生產過程，對模具的要求越來越苛刻[9]。現如今，模具正向著兩個方向發展:高速、精密、長壽命;短周期、低成本、高產出[10]。計算機技術、軟件技術、新材料、新技術的發展使得快速經濟制模技術如虎添翼，應用范圍不斷擴大，類型不斷增多，創造的經濟效益和社會效益越來越顯著[11]。我國注塑模具未來的發展趨勢: CAD /CAM /CAE 技術將廣泛應用于注塑模具設計；熱流道模具在 注塑模具中的比重將逐漸提高；專用和優質模具材料將不斷推陳出新,智能化、自動化研磨拋光將得到應用;模具標準化程度將不斷提高[12]。
國外注塑成型技術在向多工位，高效率，自動化，連續化，低成本方向發展。因此，模具向高精度復雜，多功能的方向發展[13]。目前，歐洲模具業已經能感受到來自中國同行所帶來的影響和壓力，預計到2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業基地之一。據相關研究部門調查得知，歐洲模具設計和生產的時間要分別比中國快44%和61%左右，但中國模具設計和生產的成本卻只有歐洲同行的91%，因為中國的勞動力成本低廉，對部分國外客戶有著很強的吸引力。同時，歐洲及世界各國之間的模具競爭也相應加劇，像德國近兩年半內的模具整體價格就下降了25%左右。據統計,前些年全球58%的模具是由德國等西歐國家生產，中國等亞洲國家的比例只占到1%，但今后東歐國家的模具將會有較大幅度的增長，而亞洲國家的生產比例將提高至22%左右[14]。據統計日本一萬多家模具企業中生產塑料模和沖壓模的各40%左右;韓國模具專業廠中生產塑料模的占43.9%生產沖壓模的占44.8%。在塑料模具中由于注塑模具能夠一次成型形狀復雜、尺寸精確的`制品適用于高效率、大批量的自動化生產方式使其在塑料模中的占用量超過了5%[15]。
1.3本課題的內容和基本要求
1.3.1 本課題的內容
1.根據塑件進行測繪，畫出二維及三維零件且進行結構分析； 2.確定分型面，型腔數目、澆注系統；初步擬訂模具結構方案； 3.選擇設備、確定有關工藝參數； 4.方案論證,型腔等結構設計，強度等計算； 5.繪制模具裝配及零件；
6.應用Pro/E或其他三維繪軟件做出模具三維結構。
1.3.2 基本要求
（1）繪要求（用AutoCAD和Pro/E軟件或其他相應軟件）
測繪塑料零件 （二維及三維）；
模具動模、定模鑲塊等主要型腔零件及模具總裝配（二維及三維）；
（2）根據所設計的模具，編寫說明書，具體內容如下：（編寫格式和裝訂要求按教務處統一規定）
分析塑料件的材料、形狀、結構對注塑成型的影響；
分析所采用模具結構方案，著重分析難點（側抽型、型腔、哈佛模、點澆口、二次頂出機構等）；
分析所有分型面，選出最佳分型面；
確定哪些面有脫模斜度 ，確定各種配合的形式并說明理由；
分析澆口位置、澆口形式及所采用的理由并說明所采用推頂裝置設置的位置及其理由；
對該設計方案各部分應作環保、經濟技術分析；
對所選注射機進行校核；
說明該模具的開合模動作過程；注：（以上說明均要有相應的插）
（3）計算下列尺寸
有關成型零件工作尺寸的計算 ;
斜導柱長度及抽拔力的計算；
成型型腔壁厚、動模墊板厚度校核計算;
冷卻水道面積計算；
（4）對設計中典型零件編制工藝規程過程卡（至少2個零件每個零件10道以上的工序）；
（5）外文資料翻譯 2000英文字符左右 （原文第一作者為非中國人的PDF文件格式）
（6）生產批量：50萬件；
2.零件材料分析
2.1零件的材料及材料的特性
該接線端子的材料是ABS塑料 2.1.1 ABS塑料的特點
ABS是丙烯腈-丁二苯-苯乙烯共聚物的縮寫。它的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。ABS制品強度高、剛度好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。有優良的成型加工性，尺寸穩定性，電鍍性能好。用途廣泛，在機械行業用來制造齒輪、泵葉輪、把手、管道、電機外殼等；在汽車工業ABS制造汽車儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等，還可以用ABS夾層制造小轎車車身，還可以制造水表殼，電氣零件等。 2.1.2 ABS的技術指標 密度 1.02-1.16/cm3 比體積 0.86-0.98 cm/ 吸水性 0.2-0.4% 收縮率 0.4-0.7% 熔點 130-160°C 熱變形溫度 90-108°C
抗拉屈服強度 830-1030 Pa 拉伸彈性模強 5000 Pa 彎曲強度 180Pa 硬度 9.7HBS
2.1.3 ABS 注射成形工藝參數 注射機類型：螺桿式· 螺桿轉速： 30-60r/min 料筒溫度：后段 150-157°C
中段 165-180°C 前段 180-200°C
噴嘴溫度： 170-180°C
預熱溫度： 80-85°C 模具溫度： 50-80°C 注射壓力： 70-100Pa 注射時間： 20-90 s 高壓時間： 0-5 s 冷卻時間： 20-120 s
2.1
塑件
3.方案的論證
3.1 ABS注射成型的原理及工藝過程
3.1.1 注射成型的原理
利用塑料的可擠壓性和可模塑性，將粉狀成型物料或松散的顆粒從注射機的料斗送入高溫的機筒內加熱熔融塑化，使之成為黏流態熔體，在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。
3.1.2熱塑性注射成型工藝過程
注射成型工藝過程包括成型前的準備、注射過程和制品的后處理。 （1）成型前的準備
①原料外觀的檢驗和工藝性能的測定； ②物料的預熱和干燥；
③嵌塊的預熱； ④料筒的清洗； ⑤脫模劑的選擇。 （2）注射過程
注塑過程可簡寫為：加料→塑化→注射→保壓→冷卻→脫模。
①加熱、預塑化螺桿在傳動系統的驅動下，將來自料斗的塑料向前輸送，壓實，在料筒外加熱器、螺桿和機筒的剪切、摩擦的混合作用下，塑料逐漸熔融，在料筒的頭部已積累了一定量的熔融塑料，在熔體的壓力下，螺桿緩慢后退。 ②合模和鎖緊鎖模機構推動模板及安裝在動模板上的模具動模部分與定模板上的模具定模部分合模并鎖緊，以保證成型時可提供足夠的夾緊力使模具鎖緊。 ③注塑裝置前移當合模完成后，整個料筒遷移，使注射機噴嘴與模具主流道口完全貼合。
④注射、保壓在鎖模和噴嘴完全貼合模具以后，注射液壓缸進入高壓油，推動螺桿相對料筒前移，將積聚在料筒的頭部的熔體以足夠壓力注入模具的型腔，因溫度降低而使塑料體積產生收縮，為保證塑料制品的致密性、尺寸精度和力學性能，需對模具型腔內的熔體保持一定的壓力，以補充熔體。
⑤卸壓當模具澆口處的熔體凍結時，即可卸壓。同時熔體在型腔內冷卻固化
成為塑料制品。
⑥開展、推出塑料制品模具型腔內的塑料制品經過冷卻定性后，鎖模機構開模，并且推出模具內的塑料制品。 (3)塑件后處理
塑件在成型過程中，由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結晶、定向、以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內部不可避免地存在一些內應力而導致在使用過程中變形或開裂。因此，應該設法消除掉。消除的方法有退火處理和調濕處理。 （1）退火處理
①退火處理的目的 a.消除或降低塑料制品成型后的殘余應力；b.降低塑料制品的硬度，提高塑料制品的韌度；
②退火工具烘箱或液體介質（如熱水、熱油等）；
③退火溫度塑料制品使用溫度加10-20℃.或塑料制品變形溫度減10-20℃。 ④退火時間退火時間與塑料制品壁厚有關，通常可按每毫米厚度約需半小時的原則估算。 （2）調濕處理
①調濕目的調濕處理主要是針對吸濕性很強，且易氧化的尼龍類制品，用于消除內應力打到吸濕平衡，以穩定尺寸。
②調濕介質一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121℃）。 ③調濕溫度100-120℃。 ④調試時間保濕時間與壁厚無關，通常為2-9h。
3.2注射模具的基本組成
3.2.1基本組成 a.成型零件 b.排氣系統 c.結構件
d.側向抽芯機構 e.溫度調節系統 f.脫模系統 .導向定位系統
3.3 方案的論證和初步確定
a、 第一種 采用斜導柱和滑塊同在動模一側，利用斜導柱實現斜抽芯，由于滑塊始終不脫離斜導柱，結構比較簡單。適用于抽拔力不大，抽芯距不長的情況。 b、 第二種 采用三板式結構，斜導柱安裝在定模型板上，利用斜滑塊六面抽芯機構成型塑件六個滾珠凹槽。利用彈簧分型實現第一個分型面的打開，定距拉桿
實現第二個分型的打開，利用推板頂出機構頂出塑件、實現脫模。 本模具采用第一種方案。
4.注射成型機的選擇
4.1 估算零件體積及質量
4.1.1 估算零件體積 a.計算零件的體積 由天平稱得塑件質量為 v3.72塑=
m塑ρ
=
1.05 cm=3.8cm3 加上飛邊及流道損失，選澆口及流道損失
v澆=4cm3
v總=v塑+v澆=3.8cm3+4cm3=7.8cm3 在加工過程中考慮到塑料的利用率，取利用系數k=0.8 故注射成型最大注射量v實
公應大于或等于
vk
v實公≥
vk
=7.8cm3/0.8=9.43cm3 4.2選擇注射機及注射機的主要參數
4.2.1選擇注射機
根據注射容積初選注射機型號為HTF86/TJ
(3-1)
(3-2)
表4.1注射機參數
4.3.1注射基本壓力校核
校核所選注塑機的注射壓力能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力查得ABS的注射壓力56-176 MPa； 根據所選注塑機的公稱壓力為183MPa滿足要求 4.3.2 鎖模力的校核
當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力，即脹型力。脹型力大小等于塑料制品和澆注系統在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓強，它應小于注射劑的額定鎖模力，通常取額定鎖模力的80%左右，以保證不出現溢料的現象。即： F鎖≥
F脹0.8
p0。即: 。
p0；
=A分×P型 (3-4)
兩腔總的投影面積為：A分=27×65=1755mm2 由于p型通常為20～40MPa所以取p型=40MPa 計算其所需鎖模力為：F鎖≥ 0.8=2.279×104N 滿足要求
4.3.3安裝部分相關尺寸的校核
為了使注塑模能順利地安裝在注射機上并生產出合格的塑料制品，在選用注射機時，還必須校核注射機與模具安裝有關的尺寸。模具的寬度必須小于注射機拉桿間距，即，這樣模具才能進入注射機。360mm350mm，滿足要求。 4.3.4模具厚度校核
模具厚度必須滿足下式： Hmin≤H≤Hmax
式中H—模具閉合厚度，mm；
F脹
Hmin—注塑機所允許的最小模具厚度，150mm； Hmax
—注塑機所允許的最大模具厚度，360mm；
根據結構草，初選的模具厚度為300mm。則滿足要求。 4.3.5開模行程的校核
選用注射機時，應使注射機動模板的開模行程與模具的開模行程相適應。開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。對于單分型面的注塑模具，其開模行程按下式效核
S≥H1+H2+ 5~10 mm（3-5）
式中S—注塑加工機最大開模行程(移動模板臺面行程)，mm; H1—塑件脫模距離，此模具中為40mm; H2—包括流道凝料在內的塑件高度，此模具中為50mm,
S=40+50+10=100mm
4.2二板模開模行程
由于動板模的開模行程310mm大于最小開模行程100mm，所以開模行程校核合理
5.澆注系統的設計
5.1 澆注系統的作用
模具澆注系統是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔入口為止的一段熔體通道。它的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進入模具型腔，實現型腔填充。
5.2澆注系統設計的設計原則
（1）保證制品的外觀質量 （2）保證制品的內部質量 （3）阻力最小
（4）不影響自動化生產
5.3 澆注系統的組成
澆注系統是由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成。
5.4主流道設計
主流道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，其形狀為圓錐形，便于熔融塑料的順利進入，開模時又能使主流道的凝料順利拔出。熱塑性塑料的主流道一般由澆口套構成。主流道設計如下： 小口直徑 主流道錐度 長度 倒角
故主流道的結構形式5.1。
5.1主流道
5.5冷料井設計
冷料井的位置正對主澆道的動模上，它的作用是將物料前端的“冷料”收集起來，防止“冷料”進入型腔而影響塑件的質量。開模時冷料井起到將主流道的冷凝料拉出。冷料井有帶Z形拉料勾的冷料井；帶球頭形拉料的冷料井；倒錐形冷料井等。
本方案采用的是帶Z形拉料勾的冷料井。
5.6分流道設計
主流道與澆口之間的通道稱為分流道。 5.6.1分流道的布置形式
為了盡量減少在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同事還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。所示。
5.2分流道布置形式
5.6.2分流道長度
根據兩個型腔的結構設計，分流道長度適中，5.2。
5.6.3分流道截面形狀
常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。考慮加工工藝，裝配和經濟性，本模具采用圓形截面分流道。
5.6.4分流道的截面尺寸
根據塑件的體積、形狀、壁厚、所用塑料的工藝性能、注射速率以及澆道的長度等因素來確定。
對于壁厚小于3mm（本塑件厚度為2mm），質量在200(本塑件質量3.72)以下的塑件可用一下經驗公式確定分流道的直徑[15]。
D 0.2654W1/2L1/4 （4.1） 式中D—分流道的直徑，mm；
W—流經分流道的塑料量，；
L—分流道長度，mm。
5.4澆口設計
澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、圓環澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳澆口、直澆口等。該塑件采用一模兩腔注射，側澆口。位置在塑件的頂端中心位置。
6.成型零件設計
模具生產時用來填充塑料熔體，成型制品的空間叫型腔，構成注塑模模具部分的模具零件統稱為成型零件，又叫內模鑲件。內模鑲件包括凹模、凸模、內模小鑲件、側向抽芯機構、斜推桿及推出零件等。
6.1分型面的設計
6.1.1分型面的分類及選擇原則
在模具中，能夠取出制品或流道凝料的可分離的接觸面，都叫分型面。 分型面有兩種：一種是模具分開時，分型面兩邊的模板都做移動；另一種是模具分開時，其中一邊的模板不動，另一邊模板作移動。
分型面選擇的原則
（1）有利于脫模
（2）必須確保塑料制品尺寸精度
（3）必須保證塑料制品外觀質量要求
（4）有利于簡化模具結構
（5）方便模具制造
（6）分型面上盡量避免尖角利邊
（7）滿足注射機技術規格的要求
6.1.2分型面的確定
該模具中分型面設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圓形排列、H形排列、直線排列、對稱排列及復合排列等。該模具有簡單的抽芯結構，綜合考慮模具設計為一模兩腔，零件采用對稱排列，有利于節約材料，簡化結構。具體排布5.2。
6.2分流道示意
6.3成型零件結構設計
6.3.1成型零件具備的性能
由于成型零件質量直接影響到塑件的質量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備一下性能：
（1）具有足夠的強度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓；
（2）具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損；
（3）具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能；
（4）零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小；
（5）成型部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。
6.3.2凹模結構設計
凹模用于成型塑件的外表面，又稱為型腔。按其結構的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種。總體上說，整體是強度、剛度好，但不適于復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結構，是復雜型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結構復雜。
由于該模具結構簡單，又屬于中小型模具，所以凹模板采用整體式。
6.3.3凸模的結構設計
凸模用于成型塑件的內表面，又稱型芯。凸模按結構分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于凸模的加工相對凹模容易，所以大多數的凸模是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體[5]。
凸模板采用整體式。
6.3.4影響塑件尺寸和精度的因素
工作尺寸是成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸與高度尺寸等。為了保證塑件質量，模具設計時必須根據塑件的尺寸與精度等級確定相應的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個方面[7]：
（1）成形收縮率：在實際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為
式中：δs—為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差，mm；
Smax—為塑料的最大收縮率，%；
Smin—為塑料的最小收縮率，%；
Ls—為塑件尺寸，mm。
一般由收縮率引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內。
（2）模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～IT8級之間，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。
（3）零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應取塑件公差的1/6，而大型零件，應在1/6之下。
（4）模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應該影響成形零件的尺寸和位置精度。 綜上所述，在模具型腔與型芯的設計中，應綜合考慮各種影響成型零件尺寸的因素，在設計時進行有效的補償。由于影響因素很不穩定，補償值應在試模后進行逐步修訂。
7.導向機構設計
7.1 導向機構的作用和設計原則
7.1.1導向機構的作用
（1）定位作用模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。導向機構在模具裝配過程中也會起到定位作用，即便于模具的裝配和調整。
（2）導向作用合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模準確閉合、避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。
（3）承受一定的側向壓力塑料熔體在充模過程中可能產生單向側向壓力或受成型設備精度低的影響，導柱將承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。若側向壓力很大或精度要求很高時，不能單靠導柱來承擔，需增設定位機構來承擔側向壓力。
（4）承受模具重量模具上的活動件，如推桿固定板和推桿底板、點澆口模架中的流道推板和A板、大水口模架中的推板等，它們開模時及開模后都懸掛在導柱上，須由導柱支撐其重量。
7.1.2導向機構的設計原則
主要設計原則（1）導柱（導套）應對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具強度和防止模板發生變形；（2）導柱（導套）的直徑應根據模具尺寸選定，并應保證有足夠的抗彎強度；（3）導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求；（4）導柱和導套應有足夠的耐磨性；（5）為了便于塑料制品脫模，導柱最好裝在定模板上，但有時也要裝在定模板上，這就要根據具體情況而定。
7.2導柱、導套設計
導柱導向是指導柱與導套采用間隙配合使導柱在導套內滑動，配合間隙一般采用H7/f7級配合。
7.2.1導柱的設計
導柱的基本結構形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，其余部分直徑相同，成為帶頭導柱B4169.4-84；另一種是除安裝部分的凸肩外，安裝的配合部
分直徑比外伸的工作部分直徑大，成為有肩導套B4169.5-84。為了減小導柱導套的摩擦，有的導柱開設油槽 [18]。
本模具采用加油槽的帶頭導柱，根據B4169.4-84選用直徑為30mm長度為186mm的導柱。其示意6.1
7.1導柱
7.2.2導套設計
由于導柱已選定所以由機械設計手冊可查的與之相配的導套為。為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前段倒一圓角R。
根據導柱選擇直徑為30mm的導套，其結構6.2.
7.2導套
8.脫模機構的設計
在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統凝料從模具中安全無損地推出的機構成為脫模機構。
8.1脫模機構的設計原則
塑件滯留于動模，模具開啟后應以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便模具脫模裝置在注射機頂桿的驅動下完成脫模動作。
保證塑件不變形損壞，這是脫模機構應達到的基本要求。首先要正確分析塑件對型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對性地選擇何時的脫模方法和脫模位置，使頂出中心和脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時對其包緊力最大，因此頂出的作用應該竟可能地靠近型芯，頂出力應該作用于塑件剛度、強度最大的部位，作用面盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多，當材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復雜，脫模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高時，脫模阻力就會增大，反之則小。
力求良好的塑件外觀，頂出塑件的位置應該盡量設在塑件內部或對外觀影響不大的部位，在采用頂桿脫模時尤其要注意這個問題。
8.2 頂出機構的確定
頂出機構的功能是在任何正常的情況，頂出機構都能確實可靠的將成型塑件從模板一側頂出，并在合模時其相關的頂出零件確保不與其它模具零件相干擾的恢復到原來的位置。
頂出機構的設計原則：開模時應留在動模的一側；塑件在成型頂出后，一般都有痕跡，但應盡量使頂出殘留痕跡不影響塑件的外觀，一般頂出機構應設在塑件內表面以及不顯眼的位置；頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點應在塑件承受頂出力最大的部位，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的位置，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷；頂出機構應平穩順暢，靈活可靠。 頂出機構有多種類型，本設計采用頂桿中心頂出。采用段面形狀為圓柱形的頂桿，圓柱型頂桿是最常用的一種，由于這個形狀的頂桿和頂桿孔最容易加工，且容易保證其配合精度，易于保證其互換性，并易于更換，而且它還具有滑動阻力小，不易卡滯等優點，因此，我們采用圓柱形頂桿頂出。
8.3脫模力的計算
經過注射機的高壓注射塑料在模具內冷卻定型，此時塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開模后塑件脫出時所必須克服的，此外還有不通孔帶來的大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及機構本身運動時所產生的摩擦阻力。開始脫模時的瞬時阻力最大，稱為初始脫模力。脫模力的計算一般總是計算初始脫模力。 塑件的脫模力計算公式如下所示。
F總脫=pAcosα ftanα
1+fsinαcosα+0.1A (8-1)
式中 p——塑件對型芯產生的單位正壓力，一般p=；本塑件是薄件，所以取8MPa；
A——塑件包緊型芯的側面積，。
克服大氣壓力造成的阻力，其值為：
F阻=0.1A(A為型芯端面面積mm2)
故總的脫模力應為：
F總脫=F脫+F阻
F總脫=pAcosα ftanα +0.1A f取1.0，α取2°
F總脫=1.3×104N
8.4簡單脫模機構
在所有模具的脫模機構中，簡單脫模機構是最常用的一種形式，即在動模一邊施加一次頂出力，就可將塑件從模具中脫出的機構，通常包括頂桿脫模機構，頂管脫模機構，推板脫模機構，活動鑲件或凹模脫模機構，多元件聯合脫模機構和氣動脫模機構等。本模具方案采用頂桿脫模機構。
8.4.1頂桿脫模機構的設計要點
（1）頂出的頂出位置應該設在脫模阻力大的部位。
（2）頂桿不設置在塑件薄壁處，一面塑件變形破損。
（3）頂桿直徑不宜過小，有足夠的剛度。
（4）頂桿與型芯或型腔板頂桿孔的配合一般為H8/h7或H7/h7，配合間隙可參考塑料不溢料間隙值。
（5）頂桿材料多用45鋼或T8、T10等碳素工具鋼制造，采用頭部局部淬火，
淬火硬度在50HRC以上，局部淬火長度為1.5倍推出行程與配合長度之和，表面粗糙度在Ra1.6μm。
（6）在一般情況下頂桿已基本作為模具標準出現，但是在特殊情況下，需要對頂桿作出進一步的加工。
8.4.2頂桿的形狀
頂桿的形狀多種多樣，最常見的是截面為圓形的圓形頂桿。其尺寸可參照B4169.1-1984。本模具采用頂桿為截面為圓形的圓形頂桿7.1，特殊頂桿7.2。
（a）頂桿1二維 （b）頂桿1三維
7.1頂桿1
（a）頂桿2二維 （b）頂桿2三維
7-2頂桿2
8.5復位裝置
脫模機構將塑件脫模后，在進行下一次成型前，除推板脫模機構以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側向分型的模具，頂桿與側向抽出型芯之間會相互干擾，這就更要求頂出機構必須在閉模前回到初始狀態。常用的復位形式有：復位桿復位，頂出桿兼復位桿復位，彈簧復位。
本模具采用復位桿復位，復位桿的工作端面頂在定模的固定板上，由于定模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復位桿將定模固定板頂出凹坑，一般在固定板上鑲入淬火墊塊，復位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時，由復位桿推動頂桿固定板，帶動頂桿回程。
復位桿結構形式7.3所示。
a）復位桿二維
7-3復位桿
b）復位桿三維 （ （
9.抽芯機構設計
9.1 抽芯機構的概述
當塑件具有與開模方向不同的內側孔、外側孔或側凹穴時，除少數情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹穴的零件做成可動的機構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后再從型腔中和型芯上脫出塑件。完成側向活動型芯抽出和復位的機構就叫側向抽芯機構。此類模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優先完成側向分型或抽芯，然后推出塑件；二是側向抽芯分型與塑件的推出同時進行。側向分型與抽芯機構按其動力來源分為手動、機動、氣動或液壓三類。其中機動側向分型抽芯是指開模時，依靠注塑機的開模動力，通過側向抽芯機構改變運動方向，將活動零件抽出。機動抽芯具有操作方便、生產效率高、便于實現自動化生產的優點，雖然模具結構復雜，但仍在生產中廣為采用。
9.2抽芯機構的設計
注射成型帶有側凹或者側孔的塑料制品是，模具必須帶有側向分型或者側抽芯機構，以便在脫模之前先抽掉側向成型零件，否則無法脫模。側抽芯分為內側抽芯和外側抽芯。
當塑件的側凹較淺，抽芯距不大，且抽芯力也不大，本模具采用滑塊+斜導柱機構進行側向分型與抽芯。滑塊+斜導柱的側向分型機構是利用成型后的開模動作，使斜導柱與滑塊產生相對運動，滑塊在斜導柱的作用下一邊沿開模方向運動，一邊側向運動，其中沿側向的運動使模具的側向成型零件脫離塑件倒勾。
9.3滑塊+斜導柱的側向抽芯機構
9.3.1斜導柱外側抽芯機構
斜導柱外側分型機構8-1所示，一般有五部分組成：
（1） 動力部分，如斜導柱等
（2） 鎖緊部分，如鎖緊塊等
（3） 定位部分，如滾珠+彈簧，擋塊+彈簧等
（4） 導滑部分，如模板上的導向槽、壓塊等
（5） 成型部分，如側抽芯，滑塊等
9.1斜導柱外側分型機構
9.3.1.1 斜導柱外側抽芯機構設計原則
①側抽芯一般比較小，應牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。型芯與滑塊連接應有一定的強度和剛度。如果加工方便，側抽芯和滑塊可做為一體。
②滑塊在導滑槽中滑動要平穩，不要發生卡滯，跳動等現象，滑塊與導滑槽的配合為H7/f7。
③滑塊限位裝置要可靠，保證滑塊在斜導柱離開后不能隨意滑動。
④鎖緊塊要能承受注射時的脹型力。選用可靠的連接方式與模板連接。
⑤滑塊完成抽芯運動后，仍應停留在導滑槽內，留在導滑槽內的長度不應小于滑塊全場的3/4。
⑥盡量避免定模抽芯，因為定模抽芯會讓模具更復雜。
9.3.1.2 斜導柱的設計
（1）斜導柱傾斜角α斜導柱傾斜角α與脫模力及抽芯距有關。角度α越大則斜導柱所受彎曲力就越大，所需開模力也增大。斜導柱傾角最常用的是18°和20°。滑塊斜面的鎖緊角度β比斜導柱傾斜角α大2°~3°。斜導柱斜傾角α為18°，滑塊斜面的鎖緊角度β為20°。
（2）抽芯距S1抽芯距S1為側向滑動型芯需要抽出的最小安全距離。一般規定： S1=制品側向凹凸深度+ 2~5 mm， 2~5 mm為安全距離。（8-1） 所以
抽芯距S1=15mm+3mm=18mm
（3）斜導柱長度L 計算法斜導柱的長度L可按下列公式計算：
L=L1+L2=sinα+cosα（8-2）
式中 H—固定板的厚度；
S—抽芯距；
α—斜導柱傾角。
1583L=+=136mm （4）斜導柱的大小和數量 8-1表所列是斜導柱大小和數量的經驗確定法。
SH
滑塊寬117.5mm，斜導柱直徑為16mm，斜導柱數量為2個
8.3.1.3 滑塊的設計
滑塊的寬度為55mm，滑塊滑離導滑槽的長度為10mm，滑塊定位采用滾珠定位。
8.3.1.4鎖緊塊的設計
鎖緊塊的固定是定模外側抽芯鎖緊塊固定在定模面板上
10.溫度調節系統設計
塑料注射模溫度調節能力，直接影響到塑件的質量，也決定著生產效率的高低，塑件在型腔內的冷卻力求做到均勻、快速，以減少塑件的內應力，使塑件的生產做到優質高效率。
10.1溫度調節系統的作用
溫度調節系統在模具中的作用非常重要的，尤其對厚壁塑件和平整度有要求的大型薄壁塑件來講更為重要。
10.1.1溫度調節系統的要求
質量優良的塑件應滿足一下六方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩定，沖擊強度高，耐應力開裂性好和表面粗糙度低。
10.1.2溫度調節系統對塑件質量的影響
塑料熔體注入型腔后，釋放大量熱量。不同的塑料，需要模腔維持在某一適應溫度。模溫對塑件質量的影響主要表現在如下六個方面：（1）改善成形性；（2）成型收縮率；（3）塑件變形；（4）尺寸穩定性；（5）力學性能；（6）外觀質量。 10.2冷卻系統的機構
冷卻水道形式大體分為，溝道式冷卻、管道式冷卻和導熱桿式冷卻。本模具采用的是溝道式冷卻；冷卻水道的連通方式有串聯和并聯兩種；型腔的冷卻；本模具采用的是沿型腔邊緣設置若干并聯或串聯的循環水路。
由于該塑件體積比較小，所以水道采用直水道直徑為6mm，其分布如下
10.1
水路
11.塑料模具用鋼
由于難加工成型材料的不斷出現以及產品零件形狀的日益復雜化和鍛壓生產的高速化，對模具耐磨性、耐熱性、強度與韌性等使用性能的要求也隨之提高。因此，按照模具的性能要求與生產過程，正確選用模具材料，并施以適當的熱處理，以充分發揮其最大潛力。
11.1注塑模材料應具備的要求
塑模材料必須具備以下條件：
（1）機械加工性能良好；（2）耐磨性和韌性等機械性能良好；（3）加工和時效處理的變形微小；（4）難化學侵蝕和難腐蝕性能良好；（5）較好的淬火性能和熱處理變形極小；6）焊接修補性能良好；（7）不易產生電加工硬化層。 11.2模具材料選用的一般原則
選用模具材料的一般原則是：
(1) 滿足模具使用性能要求；(2) 具有良好的工藝性能；(3) 適當考慮經濟性。 11.3本模具所選鋼材及熱處理
我國模具用鋼一般采用工具鋼，如T8A、T10A、CrWMn、Cr12MoV鋼等，這些鋼由于切削加工性一般較差，難以制造成復雜型腔的模具，而且一旦熱處理變形超差即難以修復使用。因此，近年來模具制造業采用退火或正火狀態的45鋼及預硬剛做塑料模具用鋼[2]。
塑料膜型腔模具用于較高溫度狀態下，一般要求具有耐熱性、一定的機械強度、耐磨性、耐腐蝕性、鏡面加工性。塑料膜對強韌性方面的要求不高，但要求較高的耐蝕性。
本模具所用鋼材及熱處理如下表11.1所示。
表11.1本模具所用鋼材及熱處理
頂桿、拉料桿
固定模板、墊板
型芯、型腔
零件名稱
澆口套、定位環
導柱、導套 頭部耐磨，桿部有一定強度 一般強度 高精度、高拋光性、高壽命 主要性能要求 耐磨性 表面耐磨，心部有一定韌性 45 45 40Cr 材料 T8A T8A 局部淬火+低溫回火 正火 淬火 熱處理 淬火+低溫回火 滲碳+淬火+低溫回火
12.模具裝配
12.1模具裝配二維
12.1模具裝配
1.動模固定板 2.內六角螺釘1 3.墊塊 4.推桿支撐板 5.推桿固定板 6.φ3頂桿1 7.型芯固定板8.內六角螺釘2 9.型芯 10.水路 11.塑件 12.開閉器13.型腔14.型腔固定板 15.內六角螺釘3 16.推料板 17.定模座板 18.導套2 19.導套1 20.導柱 21.支撐釘 22.內六角螺釘4 23.滑塊24.復位桿 25.彈簧
26.斜頂桿 27.φ3頂桿2 28.拉料桿 2
9.內六角螺釘5 30.內六角螺釘6 31.定位環 32.澆口套 33.內六角螺釘7 34.定位拉桿 35.內六角螺釘8 36.固定塊
13.模具可行性和環保分析
13.1本模具的特點
（1）本模具結構合理、緊湊，符合客戶的生產要求；
（2）模具的設計不僅解決了一些形狀復雜的零件無法加工成型的問題，還使得生產實現自動化，提高了生產效率，降低了生產成本，在精度方面也有一定的提高。
13.2市場效益及經濟效益分析
首先，該產品的市場需求量很大，有著廣闊的市場前景；其次，采用注塑成型不僅可以實現自動化生產，提高生產效率，節約勞動力，降低成本。綜上所述，該設計方案是一個可行的經濟合理。
13.3環保分析
在生產過程中產生的廢品和澆口套分流道中的凝料，可以回收利用，可以成為下次制作的原料，這樣不僅環保而且減少浪費。
14.總結
本文主要針對接線端子，對其進行塑料模具設計。本文介紹了注射模具國內外的發現狀況及發展趨勢，介紹了注射成型原理和工藝過程；根據塑件要求選擇合適的注塑機，進而選擇合適的澆注系統與冷卻系統；通過計算，對導向機構、脫模機構和側向分形與抽芯機構進行設計。
該模具的凹模采用整體式型腔，結構簡單、合理，改善了模具加工的工藝性，降低了模具的生產成本。型芯采用滑塊+斜導柱側抽芯機構，解決了塑件側向抽芯問題，保證了模具運動平穩可靠。采用單分型面設計。該模具總體結構設計合理，型芯采用組合式，降低了模具的制造成本。成型的殼體塑件質量合格穩定，使塑件質量符合設計和使用要求。
通過本次畢業設計讓我學會了運用所學知識解決實際問題的能力，讓我掌握了塑料模具設計的基本程序和方法，鞏固、深化和擴展了我對所學的專業課程和專業知識，實例了我正確的工程設計思路，培養了我查閱和使用標準、規范、手冊、冊及相關資料的能力以及計算、繪、數據處理、計算機輔助設計等方面的能力。
致謝
歷經近一學期的畢業設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過這幾月的努力，我相信這次畢業設計一定能為我的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業奠定堅實的基礎。
注塑模設計畢業論文【4】
摘要
本文主要介紹的是充電器外殼注塑模具的設計方法。首先分析了充電器外殼制件的工藝特點，包括材料性能、成型特性與條件、結構工藝性等，并選擇了成型設備。接著介紹了充電器外殼注塑模的分型面的選擇、型腔數目的確定及布置，重點介紹了澆注系統、成型零件、合模導向機構、脫模機構、定距分型機構以及冷卻系統的設計。然后選擇標準模架和模具材料，并對注射機的工藝參數進行相關校核。最后對模具的工作原理進行闡述，以及在安裝調試過程中可能出現的問題進行總結、分析，并給出了相應的解決方法。 本文論述的充電器外殼注塑模具采用三板式結構，即澆注系統凝料和制件在不同的分型面脫出，采用一模四腔的型腔布置，最后利用推板將制件推出。
關鍵詞：充電器外殼；注塑模；三板模；澆注系統；脫模機構；定距分型機構
第一章 緒論
1.1 選題的依據及意義
隨著現代制造技術的迅速發展、計算機技術的應用，在玩具產業中模具已經成為生產各種玩具不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產品的生產過程中，塑料模具的應用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設計、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發展成為最有前景的模具之一。注射成型是當今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。所以我選充電器注塑模具設計作為我畢業設計的課題。 本課題應用性強，涉及的知識面與知識點較多，如注塑成型、模具設計、三維造型、運動仿真以及二維三維軟件的應用。
通過本課題的設計，將會在下述基本能力上得到培養和鍛煉（1）塑料件制品涉及及成型工藝的選擇（2）一般塑料件制品成型模具的設計能力（3）塑料制品質量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力（4）掌握模具設計常用的商業軟件（proe4.0）及同實際設計的結合的能力（5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（6）掌握寫論文的一般步驟及格式方法，同時提高自己的學習、思考、解決問題的能力，因為注塑模具對我來說是一個新的領域。
1.2 國內外研究現狀及發展趨勢
近年來我國的模具技術有了很大的發展，在大型模具方面，已能生產大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。機密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。
在成型工藝方面，多材質塑料成行模、高效多色注塑模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創新業取得了較大進展。氣體輔助注射成形技術的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有些單位還采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。
當前國內外用于注塑模具方面的先進技術主要有以下幾種： （1）熱流道技術 它是通過加熱的辦法來保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態。由于在流道附近或中心設有加熱棒和加熱圈，從注塑機噴出口到澆口的整個流道都處于高溫狀態，使流道中的塑料保持熔融，停機后一般不需要打開流道取出凝料，再開機
時只需加熱流道到所需溫度即可。這一技術在大批量生產塑件、原材料較貴和產品質量要求較高的情況下尤為適用。熱流道注塑成型技術應用范圍很廣，基本上，適用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用熱流道模具加工，許多產品如手機殼、按鍵、面板、尺寸要求精密的機芯部件等都是采用熱流道技術成型。一個典型的熱流道系統一般由如下幾大部分組成：（1）熱流道板（MANIFOLD）；（2）噴嘴（NOZZLE） ；（3）溫度控制器；（4）輔助零件。
(2) 氣體輔助注射成形技術 它是向模腔中注入經準確計量的塑料熔體，在通過特殊的噴嘴向熔體中注入壓縮氣體，氣體在熔體內沿阻力最小的方向前進，推動熔體充滿型腔并對熔體進行保壓，當氣體的壓力、注射時間合適的時候，則塑料會被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個中空、完整的塑件，待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內的氣體，開模退出制品。氣體輔助注射成形技術的關鍵就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的時間與充人氣體的時間的配合。氣體輔助注射可以應用在除特別柔軟的塑料以外的任何熱塑性塑料和部分熱固性塑料。應用氣體輔助注塑成型技術，可以提高產品強度、剛度、精度，消除縮影，提高制品表面質量；降低注射成型壓力以減小產品成型應力和翹曲，解決大尺寸和壁厚差別較大產品的變形問題；簡化澆注系統和模具設計，減少模具的重量．減少塑件產品的重量，減少成型時間以降低成本和提高成型效率等。氣體輔助成形周期可分為如下六個階段：塑料熔體填充階段、切換延遲時間、氣體注射階段、保壓階段、氣體釋放階段、推出階段。
（3）共注射成形技術 它是使用兩個或者兩個以上注射系統的注塑機，將不同品種或者不同色澤的塑料同時或者先后注射進入同一模具內的成形方法。國內使用的多為雙色注塑機。采用共注射成形方法生產塑料制品時，最重要的工藝參數是注射量、注射速度和模具溫度[1]。
（4）反應注射成形技術 它是將兩種或者兩種以上既有化學反應活性的液態塑料（單體）同時以一定壓力輸入到混合器內進行混合，在將均勻混合的液體迅速注入閉合的模具中，使其在型腔內發生聚合反應而固化，成為具有一定形狀和尺寸的塑料制品通常這種成形過程稱之為RIM。
在制造方面，CAD/CAM/CAE技術的應用上了一個新臺階，一些企業引進
CAD/CAM系統，并能支持CAE技術對成形過程進行分析。近年來我國自主開發的塑料膜CAD/CAM系統有了很大發展，如北航華正軟件工程研究所開發的CAXA系統、華中理工大學開發的注塑模HSC5.0系統及CAE軟件等。
優化模具系統結構設計和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標準化水平，提高模具制造精度與質量，降低型件表
面研磨、拋光作業量和縮短制造周期；研究、應用針對各類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應市場多樣化和個性化，應用快速原型制造技術和快速制模技術，以快速制造成塑料注塑模，縮短新產品試制周期。這些是未來5～20年注塑模具生產技術的總體發展趨勢，具體表現在以下幾個方面：
1.提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發展的一模多腔所致。
2.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國
塑料模具工業中發揮越來越重要的作用。
3.推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的`生產率和質量，并能大幅度節省塑料制件的原材料和節約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續研究開發高壓注射成型工藝與模具也非常重要。
4.開發新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。
5.提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業的發展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規格品種。
6.應用優質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。
第二章 充電器外殼工藝性分析
2.1 材料性能
2-1所示為充電器外殼立體，材料為ABS，外觀黑色，精度等級一般（4級精度），制品表面光滑美觀，帶有精細花紋。ABS為熱塑性塑料，密度1.05～1.07/cm3，抗拉強度30～50MPa，抗彎強度41～79MPa，拉伸彈性模量1587～2277MPa，彎曲彈性模量1380～2690MPa，收縮率0.3%～0.8%[2]。該材料綜合性能好，沖擊強度高，尺寸穩定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。是目前產量最大、運用最廣泛的一種塑料。
2-1 充電器外殼立體
2.2 成型特性和條件
其吸濕性強，塑料在成型前必須充分預熱干燥（80～90℃下至少干燥2小時），使其含水量小于0.3%。對于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應該進行長時間預熱（80～90℃下至少干燥3小時）。
塑料加熱溫度對塑料的質量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度>270℃）,一般料筒溫度為180～260℃，建議溫度245℃
成型時宜采用較高的加熱溫度（對精度較高的塑件，模溫宜取50-60℃，對高光澤耐熱塑件，模溫宜取60-80℃）和較高的注射壓力（柱塞式注射機：料溫180～230℃，注射壓力100～140MPa；螺桿式注射機：溫度160～220，注射壓力70～100MPa）[3]。
2.3 結構工藝性
零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚0.8mm，借助Moldflow
軟件分析可知注塑成型時不會發生填充不足現象。塑件為殼體類制件, 外表面為可見光亮面,制件上表面有有兩個孔，側面開了三個凹槽，內表面有一個支撐住，四周有唇特征，上表面還有精美花紋，總體尺寸不大，長66mm，寬44mm，高10mm。該制件雖小，但結構復雜，需采用三板雙分型結構，制造精度要求稍高。
2.4 零件體積及質量估算
借助于proe4.0軟件，直接測量出單個塑件的體積V=9.1cm3，質量M=9.6。 澆注系統凝料按一個塑件體積的60%進行估算，則凝料體積V凝=9.1×60%=5.46cm3。
四個塑件和澆注系統凝料 總體積V總=41.86，總質量M總=43.95。
2.5 充電器外殼注塑工藝參數的確定
查《實用模具技術手冊》表12-10，確定ABS塑料的注射工藝參數如下[4]: 注射機類型：螺桿式
螺桿轉速：30～60r/min
噴嘴形式：直通式
噴嘴溫度：180～190 ℃
料桶前端溫度：200～210 ℃
料桶中段溫度：210～230 ℃
料桶后段溫度：180～200 ℃
模具溫度：50～70 ℃
注射壓力：70～90MPa
保壓力：50～70MPa
注射時間：3～5s
保壓時間：15～30s
冷卻時間：15～30s
成型周期：40～70s
以上參數在試模時可以做適當調整。
2.6 初選注射機的型號和規格
注塑機的主要參數有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環時間等。這些參數是設計、制造、購買和使用注塑機的主要依據：
(1)公稱注塑量 指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注
射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。 (2)注射壓力 為了克服熔料流經噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。
(3)注射速率 為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數的為注射速率或注射時間或注射速度。
這里從實際注射量在額定注射量的20%～80%之間考慮，初選額定注射量在270cm3以上的臥式注射機SZ-250/1250注射機[5]。該設備的技術規范見表2-1。
表2-1 SZ-250/1250注射機技術規范
第三章 充電器外殼注塑模具的結構設計
3.1 分型面的選擇
模具上用以取出塑料制品和澆注系統凝料的可分離的解除表面，稱為分型面，也可稱為分模面。選擇分型面的基本原則是：分型面應選擇在塑件斷面輪廓最大位置處，以便于順利脫模，同時還應考慮以下幾個因素[6]：
1.分型面選擇應便于塑料制件脫模和簡化模具結構，為此，選擇分型面應盡可能使塑料制件開模時留在動模。
2.分型面應選擇在不影響塑件外觀質量的部位，使其產生的飛邊易于清理和休整。
3.分型面選擇應有利于排氣，為此應盡可能使其分型面與流料末端重合。 4.分型面選擇應有利于零件的加工。
5.分型面的選擇應考慮注塑機的技術參數。注塑成型時所需要的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時，應盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。
根據上述原則，充電器外殼注塑模具的分型面形狀及位置3-1所示。
3-1 充電器外殼注塑模具分型面形狀及位置
3.2 確定模具基本結構及模架的選定
模具的基本結構有兩種：單分型面注塑模和雙分型面注塑模。
1.單分型面注塑模 是注塑模中最簡單、應用最普及的一種模具，它以分型面為界將整個模具分為動模和定模兩部分。一部分型腔在動模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設在分型面上。開模后，制品和流道留在動模，制
品和澆注系統凝料從同一分型面內取出，動模部分設有推出系統，開模后將制品推離模具。
2.雙分型面注塑模 它從不同的分型面分別取出流道內的凝料和塑件，又稱三板式注塑模具。與單分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一個可移動的中間板（又名澆口板）。中間板適用于采用點澆口進料的單型腔和多型腔模具。在開模時由于定距拉桿的限制，中間板作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。
雙分型面注塑模與單分型面注塑模的最大區別就是，雙分型面注塑模在生產過程中澆注系統凝料和制品會自動切斷分離，便于實現自動化生產，而單分型面的澆注系統凝料通常要人工切除，大大降低了生產效率。
充電器外殼為大批大量生產，從提高生產效率角度出發，我選擇雙分型面注塑模。雖然，結構更復雜，但是制品質量更好，經濟效益更高。
3.3 確定型腔的數量和布局
模具型腔的數量通常是客戶或產品工程部根據產品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色的來確定的，型腔數量越多，制品的精度越低，經濟性越差，成型工藝越復雜，并且保養和維修越困難，故障發生率越高。確定型腔數量的方法有：根據鎖緊力確定，根據最大注塑量確定，根據塑件精度和經濟性確定，本零件主要從精度考慮，該零件尺寸中等，為大批大量生產，因此采用一模四腔，即一次注射成型四個塑料制件，采用X形布局，優點是流道轉折較少，熱量壓力損失較小。布置方案如下3-2。
3-2 型腔的布局
3.4澆注系統設計
澆注系統是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓力充分傳遞到模腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。 3.4.1主流道設計
主流道是澆注系統中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到飛流到為止的塑料熔體的流動通道。其直徑直接影響到塑料熔體的流動速度和填充時間，直徑過大，澆道容積增大，凝料多，增加了冷卻時間，且易產生渦流或紊流，制件出現氣孔。直徑過小，則熱量與壓力損失大，成型困難。
主流道的設計原則是：在保證塑料制件成型良好的前提下，盡量縮短主流道的長度，以使凝料少，壓力和熱量損失小。一般長度不大于60mm，主流道大端呈圓角過渡，以減小料流轉向阻力。主流道尺寸見表3-1。
表 3-1 主流道部分尺寸
3.4.2 分流道截面設計及布局
分流道是連接主流道與澆口的熔體涌道，分流道起著分流和轉向的作用。 分流道設計要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內的壓力損失和熱量損失小；二是將塑料熔體均衡的分配到各個型腔；三是回料量小。
常用的流道截面形狀有圓形、梯形、U行和六邊形等，在設計中，要減少流道內的壓力損失，就希望流道截面積大，要減少散熱損失，又希望面積小，故可
用流到的截面積與表面積之比來表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各種流道截面積的效率見表3-2。
表3-2 各種流道截面的效率
從上表中可以看出，截面為圓形和正方形的分流道截面效率最大，應用效果應是最好的。但是圓形和正方形分流道工藝性較差。圓形分流道要求開設在分型面兩側，對稱分布加工難度大。正方形分流道脫出分流道凝料的阻力大，若去斜度，實質上久變為了梯形分流道，從應用觀點看，梯形分流道和U形分流道是最佳選擇。在充電器外殼注塑模具設計中擬采用梯形截面。
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應部位的尺寸相等。這種布置可實現均衡送料和同時充滿型腔的目的，是成型的塑件力學性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。
3.4.3 澆口設計及位置選擇
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，是澆注系統的最后部分，其作用是使塑料以較快速度進入并充滿型腔，它能很快冷卻封閉，防止型腔內還沒冷卻的熔體倒流。由于充電器外殼表面刻有精美案，表面成型質量要求較高，不能有澆口痕跡，且選用的是雙分型面注塑模具，故選用點澆口比較合理，點澆口是典型的小截面澆口，有如下優點：
對澆口的位置限制較小，可以比較自由的選擇進料部位。 有利于薄壁，長流程和表面帶精細花紋案的塑料件成型。 降低塑件內的殘余應力，特別是澆口附近。
④ 容易從塑件上自行截開，易實現脫模時塑件的自動墜落，并且看不出澆口痕跡。
⑤ 多型腔模具中，容易實現各型腔均衡進料。 澆口位置選擇應遵循以下幾個原則：
澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保
證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 澆口設置應有利于排氣和補塑。
澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔凹痕產生。
④ 澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數量。對于大多數框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 ⑤ 澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。
結合上述幾個原則綜合考慮，我選擇中心點澆口進料。 3.4.4 冷料穴設計
冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是去除料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。在充電器外殼注塑模具設計中，采用底部帶有拉料桿的冷料穴，這類冷料穴的底部由一個拉料桿構成。拉料桿裝在面板上，因此它不能隨脫模機構運動。利用球頭形的拉料桿配合冷料穴。專用于推件板脫模機構中。塑料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，拉料桿固定在面板上，開模時將主流道凝料拉出定模，然后靠推板頂出塑料制件時，強行將其從拉料桿上刮下脫模。
其形狀3-3所示：
3-3 帶拉料桿的冷料穴
3.4.5 澆口套的設計
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設計成拆卸更換的襯套，簡稱澆口套。澆口套的作用： 使模具安裝時進入定位孔方便而在注塑機上很好的定位并與注塑機噴嘴孔吻合，并能經受塑料的反壓力，不致被推出模具。 作為澆注系統的主流道，將料筒的塑料過渡到模具內，保證料流有力暢通的到達型腔，在注射過程中不應有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫出方便。
三板模澆口套較大，主流道較短，模具不在需要定位圈[7]，其形式和尺寸見3-4所示：
3-4 澆口套形狀尺寸
3.5 注塑模成型零部件設計
3.5.1 型腔、型芯結構設計
型腔是指模具閉合時用來填充塑料成型制件的空間，按型腔的結構不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四個結構形式。為提高模具剛度、
強度，型腔采用整體式結構。成型塑料件內表面的零件統稱凸模或型芯，為節省優質鋼材和便于加工及熱處理，型芯采用整體嵌入式結構，型芯的固定采用螺釘固定。
3.5.2 成型零件工作尺寸計算
成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當型腔與塑料熔體或制品制件產生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當凸模與塑料熔體或制品制件之間產生摩擦磨損后，該類尺寸具有縮小的趨勢。中心距尺寸一般指成型零件上某些對稱結構制件的距離，如孔間距、型芯間距、凹槽間距和凸塊間距等，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。
對于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進行設計計算。在計算之前，有必要對他們的標注形式及偏差分布做如下規定。
制品的外形尺寸采用單向負偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對應的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。
制品的內形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內形尺寸相對應的型芯尺寸采用單向負偏差，名義尺寸為最大值。
制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負偏差，它們的基本尺寸均為平均值。
目前，成型零件的工作尺寸主要用兩種方法計算，一種稱為平均值法，另一種稱為公差帶法。對平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收縮率在0.3%-0.8%，其平均收縮率Sc=0.55%，考慮到工廠模具加工制造的現有條件，模具制造公差選δz=Δ/4。塑件為一般等級精度，即四級精度（sj1372-78）。型腔、型芯工作尺寸計算見表3-3[5]。
表3-3 型腔、型芯工作尺寸計算
3.6 合模導向機構設計
導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，但更多的是安裝在動模一側，因為作為成形零件的主型芯一般都安裝在動模一側。導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可以起保護作用。
導向機構的作用是保證動、定模能夠對準，使動模和定模上的成形表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準備的腔體。從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導向機構出了其導向和定位的作用外，還可以增加承受側壓力的能力，保證模具運動平穩。
本模具采用導柱導向機構。
1導柱機構形式為便于加工導柱導套安裝孔，獲得較好的技術經濟效益，使用有肩導柱。
2.導柱的布置為確保動模和定模只按一個方向合模，采用等直徑導柱不對稱布置。為確保型芯不損壞，導柱設在定模一側，即反裝。
3.7 脫模機構設計
為保證塑料件成形后從模腔或型芯上順利脫出，模具結構中必須設計可靠有效的脫模機構。充電器外殼由于壁厚很小，所以采用推板脫模機構，該機構運動平穩且推出力大，推出力在塑料件整個周邊均勻分布。推件板脫模機構是在型芯根部（制品外型側壁）安裝一與它密切配合的推板或推塊，推板或推塊通過復位桿或推桿固定在推桿板上，以與開模相同的方向將制品推出。在推板脫模機構中，為了減小推板與型芯的摩擦，推板與型芯間留0.2～0.25mm的間隙，并且錐面配合以防止推板因偏心而溢料。 3.7.1 脫模力計算
脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出所需克服的阻力。對于薄壁距環形斷面的塑件，其脫模力的計算公式為：
F
上式中，
82ESlcos(ftan)
0.1A
(1)k2（式3-1）
2是距環形塑件的平均壁厚，2=2mm； E是塑料的彈性模量，E=1800MPa； S是塑料的平均收縮率，這里取0.55%； L是塑件對型芯的包容長度，l=9mm；
是模具型芯的脫模斜度，=3o；
f是塑件與型芯之間的精摩擦系數，對于ABS塑料取0.21；
是塑件的泊松比，=0.35；
k2是無因次因素，k21fsincos1；
A是盲孔塑件型芯在脫模機構方向上的投影面積，A=2132.67mm2；
將上述數值代入公式（3-1）得到脫模力
F=563.9N
3.7.2 澆注系統凝料脫出機構
三板模優于二板模的突出點就是，能自動脫出澆注系統凝料，提高了自動化程度。充電器外殼注塑模具采用流道板將凝料推出的方法來實現凝料的自動脫落。其工作原理是:模具開模時，首先利用拉料桿將凝料拉斷，使凝料與塑件分離，然后在利用定居分型機構的反向運動，推動流道板運動，推出凝料，然后在重力的作用下脫落。這樣就不需像二板模那樣，要手動取出凝料。
3.8 定距分型機構設計
保證模具的開模順序和開模距離的結構，叫定距分型機構哦。定距分型機構有很多種，主要可分為內置式定距分型機構和外置式定距分型機構兩種。
三板模的開模順序如下:
在彈簧、開閉器和拉料桿的綜合作用下，模具首先打開流道推板和定模板，流道凝料和制品分離。
其次是流道推板和面板打開，澆口拉料桿從流道凝料中強行脫出，流道凝料在重力和振動的作用下自動脫落。
注射機動模板繼續后移，模具將定模板和動模板打開，最后推出機構將制品推離模具。
這樣的開模順序，可以讓制品在模具內的冷卻時間與流道推板和動模板打開時間及流道推板和面板打開時間重疊，從而縮短了模具的注射周期。
三板模的開模距離通過定居分型機構來保證[7]
流道推板和定模打開的距離B=流道凝料總高度+25～30mm=50mm。
流道推板和面板打開的距離C=6～10mm。
定距分型機構中限位桿移動的距離=流道推板和定模板打開的總距離。 定距分型機構形狀和尺寸見3-5。
3-5 定距分型機構
3.9冷卻系統設計
在塑料注射成型過程中，注入模腔中熔體的溫度一般在200～300℃之間，當制品從模具中取出時，溫度一般在60℃左右，熔體釋放出來的熱量都傳給了模具，為了保證模具正常工作，就必須對模具進行冷卻，主要是用冷卻水管進行冷卻。在充電器外殼注塑模具設計中，采用直徑為8mm的冷卻水管對模具進行冷卻。
冷卻水管設計要點： 在允許的條件下，冷卻水道距不型腔壁不宜太遠，也不宜太近，一面影響冷卻效果和模具的強度，通常在12～20mm范圍內。
型腔、型芯或應分別冷卻，并應保證其冷卻平衡。
水管連接處必須加密封圈密封，防止漏水。
④ 冷卻水道不應闖過設有鑲塊或其接縫部位，以防漏水。
⑤ 澆口部位是模具上最熱的部位，應加強冷卻，一般將冷卻水的入口設在澆口處。
在充電器外殼注塑模具設計中，型腔采用冷卻水管直接冷卻，但是，型芯體積小，通冷卻水比較困難，但大量的熱量主要通過型芯傳遞出去， 如果熱量沒及時散出去，則會延長注塑周期，所以我采用水膽冷卻，加隔熱片的方式冷卻。 其形狀及尺寸3-6：
3-6 水膽冷卻
3.10 模架及模具材料的選擇
塑料注射模架已經標準化和系列化了，因此，在設計時只需要根據塑件的結構和尺寸直接選用就可以了。選用標準模架具有一下優點：簡單方便，買來即用，不用存庫；降低模架成本；簡化了模架的設計和制造，縮短了生產周期，提高了模具中易損壞零件的互換性，便于模具的維修。
根據塑件和型腔的大小及成型板的要求，并考慮斜導柱的安裝空間和滑塊的導滑長度，初選標準模架DDI-3032-A40-B40-C90。表3-4為模板的尺寸、材料及熱處理情況。
表3-4 模板的尺寸、材料及熱處理
第四章 注射機相關參數校核
4.1 最大注射量的校核
為了保證注射成型的正常進行，塑件連同澆道凝料及飛邊在內的質量一般不應超過最大注射量的80%[5]，即
K1VZV1 (式4-1)
式中，
K1注射機最大注射量的利用系數，一般取K1=0.8；
VZ注射機最大注射量（公稱容積），VZ=270cm3；
V1所需塑料的容積（包括澆道凝料及飛邊在內）；
因塑料的體積與壓縮率有關，所以所需塑料體積為
V1KSVM (式4-2) 式中，
KS塑料的壓縮率，查表可知ABS塑料的壓縮率為（1.8～2.0），這里取平均值1.9；
VM塑料制品的體積（包括澆道凝料及飛邊在內），VM=42cm3；
將上述數值分別帶入（式4-2）及（式4-1），可以得知
K1VZ=0.8×270=216V1=1.9×42=79.8cm3
滿足注射機的最大注射量的要求。
4.2 注射壓力校核
注射壓力校核的目的是校驗注射機的最大注射壓力能否滿足塑料制品成型的需求。為此，注射機的最大注射壓力應稍大于塑料制品成型所需的注射壓力。
pjpz （式4-3） 式中，
pj注射機的最大注射壓力，根據所選注射機pj=160；
pz塑料制品成型時所需的注射壓力，它由注射機類型、噴嘴形式、塑料流動
性、澆注系統及型腔的流動阻力等因素確定，一般取pz40200MPa。
pj值位于pz值之間，且相差不大，故最大注射壓力應滿足要求。
4.3 鎖模力校核
鎖模力又稱合模力。當熔體充滿型腔時，注射壓力在型腔內所產生的作用力是試使模具沿分型面分開，為此注射機的合模力必須大于型腔內熔體壓力與塑料制品及澆注系統在分型面上的投影面積之和的乘積，故
FSpqAf （式4-4） 式中，
pq—型腔內熔體的平均壓力，對于容易成型的制品pq取300MPa；
FS—注射機的公稱鎖模力，FS=1250kN；
Af—塑料制品及澆注系統在分型面上的投影面積之和，Af=2132.67mm2 將上述數據帶入（4-4）得
pqAf=300×2132.67=639.8KNFS=1250KN
故鎖模力滿足要求。
4.4 模具厚度的校核
注射機規定最大與最小厚度是指模板閉合后達到規定鎖模力時動模固定板上凸出的定位圈和定模固定板的最大和最小距離。因此，所設計的模具厚度應落在注射機規定的最大和最小厚度范圍內。本模具厚度可以按下式計算
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—動模板厚度，H4=63mm；
H5—墊塊厚度，H5=125mm；
H6—動模座板厚度，H6=40mm；
所以模具厚度為
H(4063806312540)mm411mm
SZ-2500/500注射機所允許的模具最大厚度和最小厚度分別為750mm和400mm，HminHHmax，模具厚度滿足要求。
第五章 模具的工作原理及安裝、調試
5.1 模具的工作原理
充電器外殼注射模工作原理5-1所示。其具體工作原理如下：
5-1 模具裝配
模具安裝在SZ-250/1250注射機上，定模部分固定在注射機的定模板上，動模部分固定在注射機的動模板上。合模后，注射機通過噴嘴將ABS熔料經流道注入型腔，經過保壓冷卻后塑件成型。
開模時，動模部分隨注射機動模板一起運動，在分型面Ⅰ處由于彈簧的彈力將流道板和定模板分開，鉤針將澆口拉斷，使其與塑件表面分離，澆注系統凝料隨著中間板的運動慢慢從定模板中脫出，當分型面Ⅰ打開50mm時，定距分型機構發生作用，推動流道板反向運動，將澆注系統凝料從主流道中推出，當流道板與面板分開距離為10mm時，澆注系統凝料將被全部推出，在重力的作用下脫落，實現了澆注系統凝料的自動分離，當定距分型機構發生作用的同時，中間板不在移動，分型面Ⅱ打開，塑件與型芯分離，當打開到一定距離后，動模停止運動，
在注射機頂出裝置的作用下，通過面板的頂棍孔，推動推桿固定板向前運動，復位桿固定在推桿固定板上，復位桿也隨之向前運動，推動推板運動，將塑件頂出，塑件在重力的作用下自動掉落。
合模時，注射機推力的作用下，兩個分型面一次閉合復位，推板推動復位桿向后運動，使推桿固定板復位，待模具完全閉合后，完成合模動作，至此一個成型周期完成，進入下一個循環周期。
5.2 模具的安裝
1. 安裝前先要清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺；
2. 因模具不大，故采用整體安裝法。現在機器下面兩根導軌上墊好板，模具從側面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模具，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定定模，然后慢速開閉模具，找正動模，應保證開閉模具時，平穩、靈活、無卡住現象，然后固定動模。
3. 調節鎖模機構，保證有足夠的開模距和鎖模力，使模具閉合適當；
4. 慢慢開啟模板直至模板停止后退為止，調節頂出機構，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構運行情況，動作是否平衡、靈活、協調。
5. 模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離與定溫度20～30oC時，即可校正噴嘴澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況。須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。
6. 開空車運轉，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可以注射試模。
5.3 試模
試模時，塑件上常可能出現各種缺陷，為此必須進行原因分析，排除故障。表5-1是熱塑性塑料制品側常見缺陷及產生原因。在試模時，如果塑件上出現上述各種缺陷，需按成型條件、成型設備、模具結構及形狀等因素逐個分析其中的主要矛盾，然后再采取調整工藝參數、修正模具等方法加以解決。
表5-1 熱塑性塑料制品側常見缺陷及產生原因
5.4 設計總結
注塑模具對我來說，是一個全新的領域，以前從沒接觸過，通過充電器外殼注塑模具的設計，使我獲益良多，首先，通過查閱注塑模具設計相關資料，基本掌握了模具設計的原理和基本過程，對注塑模具各個組成部分有了一定的感性認識。其次，增強了我獨立思考問題、解決問題的能力，因為所有資料都要去自學，從中發現問題，然后再去想辦法解決問題。這對即將踏入社會的我有很大的幫助。 最后，認真學習了CAD、PROE4.0等繪軟件，并有了新的認識和提高，就畫裝配時手畫會不標準和效率低下，又去學習了模具設計的兩個工具：燕秀工具箱和LTOOIS工具箱，使畫出的更標準、美觀。
通過這次畢業設計，不但鞏固了我的專業基礎理論知識，而且增加了專業知識的寬度，為以后有可能從事這方面的工作打下了一定的理論和實踐基礎。 這次畢業設計讓我明白了，雖然對模具設計缺乏經驗，只要時刻抱著不斷學習，認真、負責、嚴謹的態度，相信自己能做好就一定可以做好。
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