2022年按钮开关触点座注射模设计方案.docx

1 引言1.1 模具行业的进展模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的快速进展，以及塑 料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模 具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求，与传统的模具 设计相比，运算机帮助工程 <CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，仍是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性；美国 MOLDFLO上W市公司是专业从事注塑成型CAE软件和询问公司，自 1976 年发行了世界上第一套流淌分析软件以来，始终主导塑料成型CAE 软件市场；MOLDFLO一W直致力于帮忙注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLO的W技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLO已W成为世界注塑 CAE 的技术领导；利用 CAE技术，可以在模具加工前，在运算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，精确猜测熔体的填充、保压和冷却情形，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情形，以便设计者能尽早发觉问题并准时进行修改，而不是等到试模后再返修模具；这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在削减甚至防止模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义；塑料模具的设计不但要采纳 CAD技术，而且仍要采纳 CAE技术，这是进展的必定趋势；近十多年来，国外先进国家的模具技术水平得到了飞速进展：1>CAD/CAM/CAE技术的应用在欧美 CAD/CAM/CA已E 成为塑模企业普遍应用的技术；在CAD的应用方面已经超越了甩掉图板，二维绘图的初级阶段；目前3D设计已达到了 70%、89%，Pro/E ， UG， CI 以 TRON等软件的应用很普遍；应用这些软件不仅可完成2D设计，同时也获得 3D模型，为 NC编程和 CAD/CAM的集成供应了保证；应用 3D设计，仍在设计时进行装配干涉的检查，以保证设计和工艺的合理性；在欧美的塑模企业中，为了提高 CAD技术的效率，塑模标准件的采纳率一般在80%以上1 ；2> 激光技术的应用日益受到重视激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方 面；快速成形是依据 CAD的数据 , 不借助任何机械加工工具 , 通过逐层增加材料的方37 / 31法 如聚合、粘结、烧结等 > 快速制造出零件原型或零件实物 , 故也称快速原形制造 缩写为PRM>技术；快速成形技术主要有立体光固造型SLA> , 挑选性激光烧结SLS> , 分层实体制造 LOM> 等；该技术将 CAD技术、激光技术、 CNC技术、材料加工和材料科学技术有机地结合起来 , 给模具制造业带来了根本性的变革 2 ；与传统的模具设计制造相比 , 它能比数控加工更快、更便利地设计并制造出各种复杂的原型, 使模具的制造成本和生产周期削减 1/ 2 ,明显提高生产率；国内的一些大型企业集 团, 如海尔、春兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面, 并取得显著的经济效益；3> 模具材料先进随着模具工作条件的日益苛刻，对模具的质量，特殊是钢的纯洁度、等向性的水平提出了更高的要求；为达此目的国外普遍采纳电炉外精炼工艺生产纯洁度高的模具钢，对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采纳真空处理；对于纯洁度要求更高的模具钢，大部分采纳电渣重熔，以进一步提高钢的纯洁度、致密度、等向性和匀称性，削减偏析；因此，模具钢的质量有了较大提高；为了加强竞争力气，适应经济全球化的进展趋势，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，并多家公司进行跨国合并，为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学争论基地，形成几个世界闻名的工模具生产和科研中心，以满意快速进展的模具工业；1.1.1 国内模具技术进展及目前水平我国模具行业近年来进展很快 , 据不完全统计 , 目前模具生产厂点共有 2 万多家, 从业人员约 50 万人, 全年模具产值约 360 亿元, 总量供不应求 , 出口约 2亿美元, 进口约10 亿美元；当前 , 我国模具行业的进展具有如下特点 : 大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件进展速度快于行业总体进展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产才能增加较快；“三资”企业及私营企业进展迅速；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进展快于中西部地区 , 南方的进展快于北方；目前进展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江 , 其模具产值约占全国总产值的 60%以上；我国模具总量虽然已位居世界第三 , 但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家,模具商品化和标准化程度也低于国际水平3 ；全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移, 中国正成为世界制造业4的重要基地；制造业模式的变化 , 必将产生对新技术的需求 , 也必将导致CAD技术的进展；同时 , 由于网络技术的大面积应用, 正如 10 年前由于成本的大幅度下降, 使得微机进入千家万户转变我们的生活一样, 网络应用的普及将在更大程度上转变制造业的模式；随着中国加入WTO ,逐步成为世界制造业的重要基地 , 将要求我国的产品要有创新性 , 并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内供应应市场；作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线 , 模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外, 仍需要更多的“高技术”来保证；1.2 注射模具设计要求1.2.1 塑件分析注射模的一般设计程序与一般热塑性注塑模基本相同，所不同的是在设计之前要挑选成型工艺方法、设备和模具类型，而这一过程正是新型注塑模具设计的关 键，其次才是模具的具体设计；通常，在大多数注塑件能够采纳两种或多种注塑工艺方法和模具类型来注塑成型，但仍应当从材料性能、各种工艺类型和相应模具特点及其所能成型制品的质量、经济性、制约条件等角度综合考虑，以得出正确或相对较好的方案；在任何情形下设计模具，是针对具体模具塑件设计相应的模具，因此第一遇到的问题是如何挑选确定塑料品种和注塑工艺路线，最终确定模具类型；确定类型是一个复杂的总和过程，第一要从模具设计的最终目的塑件要求成型合格制品来考虑，分析塑件的外形结构特点、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外观要求、质量和质量偏差要求、强度和刚性要求、装配要求、使用环境条件要求等因素，在此基础上依据塑料材料性能初步挑选出可以考虑采纳的塑料品种、注塑工艺路线和相应的注塑机类型及相应的模具类型；1.2.2 塑件的成型性能塑料的基本性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能、耐老化性能、卫生性能、耐磨性、抗疲惫性、抗蠕变性等；但这里设计重点是争论与成型加工有关的性能；本设计所涉及的模具可用于成型热塑件塑料、热塑性和热固性增强塑料、热固性塑料、弹性体 <包括热塑性弹性体等），下面对直接影响模具设计的成型加工性能分别加以表达；1> 收缩率各类材料收缩率大小次序为：弹性体，纤维增强或填料填充的弹性体，热塑性塑料，纤维增强或填料填充的热塑性塑料，热固性塑料，纤维增强或填料填充的热固性塑料；软质弹性体收缩率大于硬质弹性体，软质热塑性塑料收缩率通常大于硬质热塑性塑料；材料的收缩率在很大程度上打算了制品所能达到的精度，影响模具浇注系统和成型零件设计，有时甚至打算了注塑工艺方法和模具类型，比如收缩率大的塑料不能用于精密注塑；塑件的收缩率具有复杂性和多变性，由于影响收缩率的因素除配方和注塑工艺 条件外，仍有与模具浇口设计 <数量、位置、外形、尺寸）、塑件壁厚、型腔中的拐角、加强筋、嵌件、型芯结构尺寸有关；制品成型过程的收缩率通常有以下几个部分打算：熔体布满型腔后有熔体到固体阶段的熔体冷却收缩<对热塑性塑料）和固化相变收缩，这一部分收缩量较大，但由于保压过程补充了收缩量，所以模具设计不考虑这一部分收缩；塑件固化后在模内及模外冷却到室温的收缩，即由线胀系数决定的收缩，这一相比较简洁，可以测出；由结晶<对结晶性聚合物）引起的收缩；由取向引起的收缩；后两项变化无常，他们随注塑工艺条件，浇口外形、尺寸、数量 和布置、型腔外形结构尺寸，冷却速度<对热塑性材料）或交联固化速度等因素而变化，设计时需要结合体会和试验确定；2> 流淌性在浇注充模时，热固性塑料和部分热塑性塑料流淌性较好，弹性体和大多数热塑性塑料流淌性中等或较差；物料的流淌性相对模具细节设计有诸多影响，浇注系统形式，浇口外形、尺寸、数量和布置，协作间隙，排气问题等设计都与流淌性有关，冷却或加热系统、型腔外形与壁厚等因素又能影响物料的流淌性，从而影响上述细节设计；流淌性的好坏涉及到流淌过程中在流淌通道各处剪切梯的大小，即影响到取向，进而影响收缩率的变化；设计是需要把物的重点：一是分析充模过程物料流淌方向，二是流淌性对模具设计细节的影响范畴和影响程度；流淌性好，就浇注系统阻力可以大一些，成型零件之间协作精度要高一些，排气问题需要特殊考 虑；流淌性差，就要尽可能削减浇注系统阻力，对协作精度和排气要求不高，但冷却系统的设计需要留意，过度冷却会影响充模及熔接强度；3> 结晶性结晶通常是对具有结晶性的热塑性塑料弹性体<包括橡胶）而言；结晶问题主要影响制品的收缩率，不同材料有不同的收缩率，同一种材料的收缩率受配方、注塑工艺条件、模具温度和冷却速度、制品出模温度、制品脱模后的冷却环境和条件、制品冷却到室温后的存放时间影响变化；与结晶相关的模具设计细节主要是冷却系统设计，即冷却要匀称有效，以确保塑件在完成大部分结晶后脱模，由于制品在模内冷却收缩是夹持冷却收缩，有利于尺寸稳固，而在模外冷却是自由收缩，难以确保制品外形和尺寸的稳固，特殊是一些塑料的后结晶现象明显，如聚乙烯塑件，在模外冷却到室温后的几天内仍会因缓慢结晶而收缩；4> 热敏性热固性塑料、部分热塑性塑料、橡胶在注塑过程中对热有不同程度的敏锐性， 这里的热对模具设计而言有两方面的含义：剪切生热和长时间受热；剪切生热主要关系到浇注系统设计特殊是浇口外形、尺寸、数量和浇口布置，比如使用点浇口 时，浇口数量越多，剪切就越弱，剪切发热就越少；受热时间的长短主要关系到浇道设计是否合理，是否能最大限度地削减树脂的滞带量和滞留时间；5> 热性能与固化特性热塑性塑料和塑性弹性体的熔点 <或熔体流淌温度）、结晶温度、热变形温度影响模具冷却系统的设计，热固性塑料和橡胶固化特性影响模具加热系数的设计；此 外，制品脱模时的软、硬、脆特性将直接影响模具脱模顶出系统的结构形式和尺寸 的设计；123模具类型在确定注塑工艺路线后，相应的模具大类型也就确定；每一类模具中又有如干类不同的结构原理的模具，需要依据塑件原材料、外形结构、尺寸精度、制品批量以及设备情形进行细致的分析平稳，确定出事宜的模具结构类型；例如拟生产酚醛注塑件，设备有热固性注塑机，可以考虑采纳的模具类型有一般热固性注塑模、温流道注塑模、热流道注塑模、绝热流道注塑模；假如塑件没有特殊要求且批量很 少，就挑选结构简洁、成本的一般热固性注塑模，就能完全满意要求，且经济性 好；如塑件有肯定批量且塑性要求不高，就可采纳温流道注塑模，温流道注塑模结构相对简洁且对设备要求不高；如塑件批量大，就可考虑采纳绝热流道注塑模或热流道注塑模；此外，仍应结合各类模具特点及所能够成型的塑件的质量和精度综合考虑；1.2.4模具设计模具浇注系统设计、分型面确定、型腔数的确定和型腔布置、型芯型腔结构形式的确定、排气问题、冷却或加热设计、侧抽芯、脱模机构设计等模具细部设计的程序和基本考虑与一般热塑性或热固性注塑模有很多相像之处，设计师可以参考；但要留意，每一类型注塑模都有其特殊之处表达在模具的某一或某及部分设计上， 如热固性注塑模型芯型腔结构形式和排气要求、弹性体、注塑模脱模方式、精密注塑模的协作精度及模具刚性要求和排气要求等，因此在设计时要深化争论各类注塑模的特点和特殊要求，依据塑件的具体情形将其特点精确表达在设计方案上，这样才能把握设计要点，保证设计胜利；各类模具的细部设计将在下面具体阐述；1.3 毕业设计任务要求本课题是按钮开关触点座注射模的设计；要求对塑件进行测绘，并完成其CAD三维造型设计；按钮开关触点座注射模要求一模两腔；完成该注射模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件CAD三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工艺设计；2 方案分析与设计如图 2.1 ， 合模的时候滑块在斜导柱的作用下，运动到低，这样型腔型芯滑块一起够成了塑件的外形，等注塑冷却后，滑块里有弹簧，在弹簧的作用下退开，后面有螺丝定位；图 2.1装配图1- 滑块； 2- 水道； 3- 顶料杆； 4- 顶针； 5- 垫脚3 按钮开关触点座注射模的具体设计3.1 塑料注射成型机的挑选3.1.1注射机分类1> 注射机按外形特点可分为立式、卧式、直角式三种5a> 立式注射机注射亲，由于某些缘由，没有上传完整的毕业设计< 完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE 、中英文文献及翻译等），此文档也略微删除了一部分内容< 目录及某些关键内容） 如需要的伴侣，请联系我的叩扣:2215891151，数万篇现成设计及另有的高端团队肯定可满意您 的需要 .此处删除 XXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 约 5000字,需完整说明书联系Q2215891151；来， UG中使用的实体修补，而 PROE中却要用面去修补，使用面修补比较繁琐；下面展现实体修补的结果，如下图所示 , 蓝色部分是滑块的补块，其他部分如圆孔处的补块就留在动模上了，此图可以看出此模具会有三个滑块；图 3.23.3 注射模具浇注系统的设计3.3.1 浇注系统从主流道开头到产品的型腔之前的最终一段距离称为浇注系统，主要分为大水直浇口和侧浇口；直浇口的浇注系统只有主流道这一段与产品相连，而侧浇口浇注系统使主流道、分流道、支流道和产品相连；3.3.2 浇注系统的形式大水口类分为直浇口和侧浇口两种；直浇口就是浇口直接与产品连接，它只有主流道，没有分流道、支流道和进料口；侧浇口是从产品侧面进料的浇口，它又分为：搭边进浇口、扇形浇口、平缝式浇口<搭边进料的特殊形式）、后模潜浇口<潜伏式浇口）、牛角式潜水浇口、前模潜浇口11 ；细水口 <点浇口类）；有单件单个进料点<也称为简化细水口），有单间多个进料点；大件的塑胶件需要多个进料点才能保证缩短充浇时间；浇口套端面应与定模相协作部分的平面高度一样；3.3.3 浇注系统的设计原就总的原就是粘着液的塑料能够平稳顺当地布满型腔，成型完好的塑料制品；1> 保证塑料流体流淌稳固，应与排气槽相结合，使塑件在填充时不产生涡流和紊流；使粘流态的塑料流淌平稳顺畅，从而获得好的塑件制品；流到内应当平滑但不要太光滑，大约用 600 号砂纸抛光就可以了；2> 流程应当尽量短；一是削减流道内的塑料；二是要缩短填充时间，削减热量缺失，加快生产过程，提高生产效率；3> 尽量防止正面冲击细小型芯和细小嵌件，以免细小型芯弯曲、细小嵌件移位；万以防止不了时，一是转变进料口的角度，即冲塑胶方向；二是将型芯两端固定，固定嵌件；假如塑件较小，可以单点进料；假如料件较大，单进料压力小，产品简洁翘曲变形或缺塑胶，应改为两点或多点进料；进料位置应当挑选适当，应在塑胶位面积较大、塑胶位较厚处，使塑胶易于流淌；图 3.3浇注图尽量防止塑胶量悬殊太大的产品排在一套模上，这不利于浇注系统的设计和制造；大部分产品上进料口位置的挑选受产品在模具上的排位制约，所以必需与排位设计统筹兼顾，不能顾此失彼；此产品是小件，而且产品的端部有燕尾槽，产品假如采纳点浇口三板模具的话，各成型零件紧凑不适合，所以改在产品的端部进胶，采纳侧浇口的进胶方式， 而且便于修建；3.3.4 注射模具浇口的设计1> 浇口的概念浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道；浇口的设计与位置的挑选恰当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形；2> 浇口的作用浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类；非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用；限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下：浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔体通过挠口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为抱负的流淌状态，从而快速均衡地布满型腔；对于多型腔模具，调剂浇口的尺12寸，仍可以使非平稳布置的型腔达到同时进料的目的；浇口仍起着较早固化、防止型腔中熔体倒流的作用；浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件与浇口凝料的分别 ；3> 注射模浇口的类型单分型面注射模的浇口可以采纳直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口和爪形浇口；a> 直接浇口直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口；这种形式的浇口只适于单型腔模具；特点是：流淌阻力小，流淌路程短及补缩时间长等；有利于排除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，注射机受力匀称；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观；b> 中心浇口当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形 式，它具有直接浇口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺 陷；c> 侧浇口侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面外形多为 扁槽>，是限制性浇口；侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上；特点是由于浇口截面小，削减了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口简洁，不留明显痕迹；侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口；扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐步增加、厚度逐步削减的呈扇形的侧浇口， 平缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小；主要用来成形面积较小、尺寸较大的扁平塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难， 浇口在塑件上痕迹也更明显；d> 环形浇口对型腔填充采纳圆环形进料形式的浇口称环形浇口，环形浇口的特点是进料均匀；圆周上各处流速大致相等，熔体流淌状态好型腔中的空气简洁排出，熔接痕可基本防止，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难；e> 轮辐式浇口轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原先的圆周进料改为数小段圆弧进料，这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多且去除浇口简洁；这类浇口在生产中比环形浇口应用广泛；多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件；轮辐浇口的缺点是增加了熔接痕，会影响塑件的强度；f> 爪形浇口爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形；型芯可用做分流锥，其头部与主流道有自动定心的作用，从而防止了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷；爪形浇口的缺点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的瘦长管状塑件；浇口位置的挑选原就：尽量缩短流淌距离；防止熔体破裂现象引起塑件的缺陷；浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；削减熔接痕，提高熔接强度；4> 浇注系统平稳设计a> 浇注系统的平稳概念为了提高生产效率，降低成本，小型 包括部分中型 >塑件往往实行一模多腔的结构豫应尽量采纳型腔平稳式布置的形式；如依据某种需要浇注系统被设计成型腔 非平稳式布置形式，就需要通过调剂浇口尺寸，使浇口的流量及成形工艺条件达到 一样，这就是浇注系的平稳，亦称浇口的平稳13 ；b> 浇注系统的平稳运算方法浇注平稳运算的思路是通过运算多型腔模具各个浇口的BGVBalanced Gate Value>值来判定或运算；浇口平稳时，BGV值应符合以下要求：相同塑件的多型腔模 具，各浇口运算出的 BGV值必需相等；不同塑件的多型腔模具，各浇口运算出的BGV 值必需与其塑件型腔的充填量成正比；3.3.5 冷料穴和钩料脱模装置冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上；它的作用是用来储 存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料；在注射时，假如它 们进入流道，将堵塞流道并减缓料流速度14 ；进入型腔，将在塑件上显现冷疤或冷斑；推板式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动；3.4 注射模具成型零件和模体的设计3.4.1 注射模具型腔的结构设计型腔大体有以下几种结构形式：整体式、整体组合式、局部组合式和完全组合式；整体式型腔由整块材料加工而成的型腔；它的优点是：强度和刚度都相对较高，且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹；它的缺点是：切削量大，使模具成本较 高，同时给热处理和表面处理带来困难，只适用于外形较为简洁的中、小型模具， 但随着工业技术的进展，随着电蚀机床、仿型机床、数控机床的广泛应用；有些外形复杂的大型模具也有采纳整体式型腔结构的；型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上；它的主要优点是便于加工，特殊是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样简洁保证各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等；型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔；局部组合式型腔多于型腔较深或外形较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具；完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔；它的特点是，便于机加工，便于抛光研磨和局部热处理；节省优质钢材；这种形式多用于不简洁加工的型腔或成型大面积塑件的大型型腔上；在塑料注射模具的注射过程中，型腔从合模到注射保证过程中受到高压的冲击力，因此模具型腔应当有足够的硬度和刚度，总的来说，型腔所承担的力大体有合模时的压应力、注射过程中塑料流淌的注射压力、浇口封闭前一瞬时的压力保证和开模时的压应力，但型腔所承担的力主要是注射压力和保证压力，并在注射过程中总是在变化 15 ；在这些压力作用下，当型腔的刚度不足时，往往会产生弹性变形，导致型腔向外膨胀，它将直接影响塑件的质量和尺寸精度，型腔将会弹性复原，当型腔的弹性变形复原量大于塑件壁厚的收缩量时，将压紧塑件，引起塑件顶出困 难，甚至将塑件留在型腔中；假如型腔强度不够时，会产生塑性变形，即引起型腔的永久变形，特殊严峻的会使型腔破裂，酿成事故；所以在模具设计时要第一考虑使型腔的壁厚和底板厚度都有足够的强度和刚度，以保证型腔在注射过程中产生超过规定限度的弹性变形；型腔侧壁厚度的运算1> 按强度运算其壁厚 S按以下公式运算<3-1）式中型腔材料的许用应力 ,=156.8MPa型腔内单位平均压力，=38.4MPa型腔内半径，=12mm 代入公式得： =4.7mm 2> 底板厚度的运算按强度运算其壁厚 H按下面公式运算<3-2>型腔材料的许用应力，=156.8MPa型腔内单位平均压力，=38.4MPa型腔内半径，=12mm代入公式得：=6.5mm3.4.2 注射模具型芯的结构设计型芯的结构形式大体有：整体式、整体复合式、局部组合式、完全组合式；3.4.3 注射模具成型零件的尺寸确定1> 型腔尺寸运算型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应挑选塑件公差的1/2 ，取负偏差，再加上 -1/4的磨损量，而型芯深度就再加上-1/6的磨损量，这样的型芯的运算尺寸的表述如下；a> 型腔的径向尺寸的运算式：3-3>型芯的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；塑件的平均收缩率，=0.6%；塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1/4 选取； 依据公式运算得型腔的各径向尺寸b> 型腔的深度依据尺寸的运算公式3-4>型腔深度的最小尺寸；塑件的最大基本小尺寸；塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4 选取； 依据公式运算得型腔的各深度尺寸2> 型芯尺寸的运算型芯的各部尺寸除特殊情形外都是趋于缩小尺寸, 因此应挑选塑件公差的1/2, 取正偏差 , 再加上 1/4的磨损量 , 而型芯高度就加上 1/6的磨损量 . 型芯的运算尺寸表达如下；a> 型芯的径向尺寸的运算式：<3-5）型芯的最大基本尺寸；塑件的最小基本尺寸；塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4 选取； 依据公式运算得型芯的各径向尺寸b> 型芯的高度尺寸的运算<3-6）型芯高度的最大尺寸；塑件内形深度的最小尺寸；塑件的平均收缩率；塑件的公差，取八级精度；模具制造公差，按 1/4 选取； 依据公式运算得型芯的各高度尺寸3.5 注射模具的顶出机构的设计3.5.1 注射模具的顶出机构顶出机构的分类：按驱动方式分类可分为：手动顶出、机动顶出、启动顶出；16按模具结构分类可分为：一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、特殊顶出；1> 推出机构的结构组成在注射成形的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具巾脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构；推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的；结构组成：由推出、复位和导向零件组成；2> 结构分类手动推出、机动推出、液压或气动推出；3> 结构设计要求塑件留在动模 , 塑件在推出过程中不变形、不损坏 , 不损坏塑件的外观质量 , 合模时应使推出机构正确复位 , 动作牢靠；4> 结构设计a> 推杆推出机构推杆推出机构是整个推出机构中最简洁、最常见的一种形式；由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，简洁达到推杆与模板或型芯上推杆孔的协作精度推杆推出时运动阻力小，推出动作敏捷牢靠，损坏后也便于更换，因此在生产中广泛应用；但是由于推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件；b> 推管推出机构推管推出机构是用来推出圆筒形、环形塑件或带有孔的塑件的一种特殊结构形式，其脱模运动方式和推杆相同；由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑 件，推出塑件的力气匀称，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹；c> 推件板的推出机构凡是薄壁容器、壳形塑件以及表面不答应有推出痕迹的塑料制品，可采纳推件板推出推件板推出机构义称顶板顶出机构，它由一块与型芯按肯定协作精度相协作的模板和推杆组成；特点：推件板推出的特点是顶出力匀称，运动平稳，且推出力大；但是对于截面为非圆形的塑件，其协作部分加工比较困难；d> 活动嵌件及凹模推出机构有一些塑件由于结构外形和所用材料的关系，不能采纳推杆、推管、推件板等简洁推出机构脱模时，可用成形嵌件或型腔带出塑件；5> 顶出机构的设计原就塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在挑选顶出形式和顶出位置时必需考虑到的问题；一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不惹眼的位置；注射设备的顶出装置都设计在动模一侧，因此，在一般情形下开模时，尽量设计使塑件留在动模一侧，以便于顶出塑件；这在分型面的挑选时就应充分考虑； 在实践中假如显现塑件并没有留在动模侧的情形时，可设法增加动默一侧的阻力，一是将型芯的脱模斜度变小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影响塑件使用的前提下，在型芯侧面人为的开设横凹槽、凹窝等脱模障碍，以增大动模的阻力；在特殊情形下必需使塑件留在定模时可采纳定模顶出机构；塑件在成型顶出后，一般都留有顶出痕迹，但应尽量使顶出的残留痕迹不影响塑件的外观，这是在挑选顶出形式和顶出位置时必需考虑到的问题；一般顶出机构应设在塑件的内表面以及不惹眼的位置；顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造便利，简洁修理；顶出装置力求匀称分布，顶出力作用点应在塑件承担顶出力最大的部件，即不易变形或损耗的部位，尽量防止顶出力作用于最薄的部位，防止塑件在顶出过程中的变形和损耗；顶出零件应有足够的机械强度和耐磨性能，使其在相当长的运作周期内平稳顺畅，无卡滞现象，并力求制造便利，简洁修理；3.6 冷却系统3.6.1 冷却系统的作用由于注塑产品的成型过程是将颗粒状的塑料加热到粘流态再加压注入到模具的17型腔中的；在加热过程中，塑料吸取了大量的热能，温度一般在190° C 以上； ABS 塑料注射温度在 220°C 到 230°C，PC塑料注射温度在 300°C 左右；这么高温度的塑料要让他快速冷却定型成为塑胶产品，必需使模具内的热量快速被带走，使模具快速冷却，必需设冷却系统；热传导有三种方式1> 传导，例如将一根金属棒的一端烧热，另一端也会变热，这种现象较热传导；2> 辐射，太阳离地球虽然很远，但仍旧能感觉到温度；3> 对流, 如水的冷热对流；这三种热传导方式中挑选对流，挑选水作为介质；由于通过水对流进行热交换的效率高，水这种介质最廉价；在模具内钻一些空接上水管，让水在孔里面流淌；溜进去的谁是冷的，流出来的水是热的，流淌的水带走了模具内热量，使模具和产品快速冷却下来，使塑胶产品快速定型；3.6.2 冷却效率影响冷却效率的主要因素有水的流量、流量、水温的高低、冷却时间的长短；要提高冷却效率可以实行以下措施：1> 加大冷却水孔的直径；由于受模板及凸模面积大小的限制，不行以将孔径钻的太大，一般采纳直径为 5mm10mm；2> 增加水孔数量；由于模具上能钻冷却水孔的空位有限，特殊是后模上面有模芯螺钉孔、顶尖孔等等，不行能钻很多水孔；只能适当增加水孔的数量；直径5mm 到 6mm的水孔冷却半径大约为 25mm，直径为 7mm到 8mm的水孔冷却半径为35mm左右；3> 掌握冷却时间；将注塑机各个工作时间段调整到正确位置，挤出的时间尽量用来延长冷却时间；冬天水温低冷却时间可以适当缩短，夏天水温高要适当延长；4> 保持适当的模具温度；一些成型温度高的塑料，塑胶位很薄的产品，假如模具温度太低，产品不能成型；模具温度应在35°C45° C 之间；大部分塑胶应当是在 30°C35°C之间；3.6.3 冷却效率对于那些尺寸较大、并且采纳镶件形式的型腔，通常采纳以下方法设置冷却水道：1> 冷却水道水嘴设计，常用的水嘴有三种： a> 用于一般成型要求的模具；b> 用于特殊要求的成型高温模具；c> 用于冷却水道的水嘴与水管之间的快速连接；以上三种类型的水嘴，其内径都不应与冷却水道的孔径相差太大，以免冷却液流淌不匀称；另外由于这三种类型冷却水道在安装后，都外凸与模具表面，因此， 在模具运输或修理时，简洁犯生损坏；为解决这一问题可以在模具外表面安装垫柱的方法以爱护冷却水道水嘴；动模和定模的冷却水道布局是一样的；这样的方式不仅可以冷却到产品而且冷却到滑块；这样的方式无疑可以使模具和产品匀称冷却；此模仁和模仁固定板相接，这样模具能够匀称的冷却，包括滑块也有自己的单独冷却系统2 冷却水管与模具的连接模具中冷却系统设计完毕后，剩下的问题就是冷却水管与模具的连接；这一问题平常不被重视，但是假如处理不当的话，会给模具的使用者带来很多不便的麻 烦；因此，模具设计者在开头设计冷却系统时，就应当留意这一问题；模具冷却水道水嘴在模具中正确的位置a> 模具安装在注射机上后，其冷却水道的水嘴不能正对注射机的拉杆，以免安装困难；b> 冷却水道的水嘴最好安装在注射机背后，以免影响操作；c> 对于自动成型的模具，其冷却水道的水嘴的安装最好不要设置在模具顶端， 以免给操作人员带来不便；d> 防止冷却水道水嘴安装在模具底部；由于在自动成型时，由于水管的限制会影响制品与料靶的脱落；e> 动、定模冷却水道的水嘴不能相互靠得太近，以免在安装和固定时显现困难；全部冷却水道水嘴与模具冷却水道孔都采纳螺钉连接；在其螺纹部位，应缠绕生胶带以防止冷却液泄露；另外，为防止水嘴锈蚀，一般选用黄铜材料<也可以选用黄铜材料进行表面处理；4 模架结构的设计在设计注射模时，为缩短模具的生产周期，提高模具制造质量，必需事实注射模标准化设计，即采纳模具标准模架及标准零部件，这样可以大大缩短模具设计时间，提高设计质量；4.1 标准模架选用目前，我国已经有较多模架专业制造厂，并多是依据GB/T12556.1-1990， GB/T 12555， 1-1990 模架系列标准制造 18 ；在模具设计时，设计人员应尽量采纳这些标准模架，以 便于缩短生产时间；然后依据塑件的尺寸、外形、型腔的布置、冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所供应的生产目录，来挑选合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件；1> 结构形式挑选注射模标准模架共有两个国家标准；一般适用于模板尺寸的中小型 GB/T12556-1990；二是适用于模板尺寸的大型模架 GB/T12555- 1990；2> 尺寸的挑选标 准 模 架 的 尺 寸 是 由 模 板 的 长 和 宽 < ） 来 确 定 的 ， 中 小 型 模 架GB/T12556.1-1990 共规定了 18 中 系列，每个系列又有 0 49、064 种不同的规格，而大型模架 GB/T12555.1-1990 共规定了 6 中 系列，每个系列又有 064 种不同的规格；4.2 标准零件的设计GB/T.1-11-1984 标准共有 11 个通用零件，这些零件之间具有相互配置关系，选用时可依据使用要求，配套组装；4.2.1 冷却效率1> 结构支撑件设计注射模中的定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、动模座板、垫块等零件均为支撑零件，各种支撑零件都要具有足够的强度和刚度；2> 导套设计导套尺寸标准如下图 4.1导套工程图带套头导套 T型： GB/T4169.3-1984材料 T8A、2