2022年机械设计制造及自动化毕业论文 .pdf

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1、天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文Tianjin University of Technology and Education 毕 业 设 计专业： 机械设计制造及自动化班级学号：学生：指导教师：二七年 六 月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文天津工程师范学院本科生毕业设计榨汁机内支架塑料模具设计Plastic mould design of Juice-extractor part 专业班级：学生：指导教师：系别：2007 年 6 月精选学习资料 - - - -

2、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文摘要模具行业是国民经济的一项重要行业。近年来，模具一直朝着高质量、高效率、低成本、短周期的方向发展。传统的模具设计中, 模具设计者们是利用二维CAD 软件来进行初步设计的。然而，现在，三维模具设计已经被广泛使用，它使设计过程接近标准化，使初步设计得以迅速实现。在本设计中，将对榨汁机内支架的模具通过Pro/ENGINEER 软件进行三维设计，并对设计过程进行讲解。在本设计中，首先对塑件结构、材料特性、用途以及参数进行分析，确定模具采用一模两腔， 并使用点浇口填充型腔的总体

3、布局形式。在模具设计过程中， 对侧向抽芯机构，分型面的设计，浇注系统、排气系统、冷却系统、脱模机构，进行了详细的介绍。最后通过对注塑机参数校核和生产验证，证明模具结构设计合理性。通过本次模具设计， 可以看出，三维模具设计可以缩短设计周期， 提高设计质量，大大的增加工作效率。关键字 ：榨汁机内支架；注塑模具；一模两腔；侧向抽芯机构精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文ABSTRACT The die and mould industry is an important indus

4、try of the national economy. In recent years, mould is developing towards high quality, high efficient, low cost and short- period. In traditional mould design , mould designers was using 2D CAD Software & Tools to proceed the preliminary design . However, 3D mould design already has been used exten

5、sively nowadays, which makes mould design approach to standardization and makes preliminary design quickly realize. In this article, it presents 3D mould design for juice-extractor part by Pro/E, and explains its design process in detail. In this design, at first , it have analyzed the plastic part

6、structure , material properties , use , and parameters , ascertained the mould layout form of One to Two cavities , and adopted the general distribution form of pin-point gate filling with cavity. In this mould design process, it has introduced in detail for side Core-Pulling mechanism , the design

7、of parting surface, gating system and venting system, cooling system, ejection mechanism. Finally, through checking and production proofing for molding machine parameters , the mould structure is proved to be reasonability . Through this mould design, it may find out that 3D mould design can shorten

8、 design cycle, raise design quality and largely increase the working efficiency. Key words: Juice-extractor part; Plastic injection mould; One mould two cavities; Side Core-Pulling mechanism精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 目录第 1 章绪论 . 0我国模具发展的现状 . 01.2

9、 主要发展方向 . 0第 2 章材料与塑件分析 . 22.1 塑料及其工业 . 22.2 塑件分析 . 22.3 塑件材料的选择及材料的工艺特性 . 32.4 塑件体积和质量的计算 . 4第 3 章模具设计 . 53.1 确定型腔数及其排列方式 . 53.2 分型面的设计 . 63.3 排气系统的设计 . 73.4 成型零件的结构形式及设计 . 83.4.1 凹模的结构设计 . 83.4.2 凸模的结构设计 . 9第 4 章浇注系统的设计 . 94.1 主流道的设计 . 104.1.1 主流道衬套设计 . 104.1.2 定位圈设计 . 114.2 分流道设计 . 114.3 浇口的设计 .

10、124.4 冷料穴和拉料杆的设计 . 144.4.1 拉料杆的设计 . 15第 5 章标准模架的选定 . 155.1 注射模的标准模架 . 155.2 支承零部件的设计 . 165.2.1 固定板、支承板 . 165.2.2 支承件 . 175.2.3 动定模座板 . 185.3 合模导向机构设计 . 185.3.1 导向机构的作用 . 18精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 5.3.2 导柱导向机构 . 19第 6 章 冷却系统的设计 . 20模具温度与塑料成型的关系

11、 . 2062 冷却时间确实定 . 21冷却参数计算 . 22第 7 章推出机构设计 . 257.1 推出机构的结构组成与分类 . 257.1.1 推出机构的结构组成 . 257.1.2 推出机构的设计要求 . 267.2 推出机构 . 26第 8 章侧向分型与抽芯机构设计 . 278.1 抽拔力与抽拔距的计 . 278.2 斜导柱分型抽芯机构的设计 . 28第 9 章注塑机的选择 . 309.1 注射机的选择 . 309.2 注射机工艺参数的校核 . 319.2.1 最大注射量的校核 . 319.2.2 注射压力的校核 . 329.2.3 锁模力校核 . 329.2.4 开模行程较核 . 3

12、29.2.5 模具安装尺寸的校核 . 33第 10 章 模具设计总图 . 34结论 . 36参考文献 . 37 . 40 . 51致谢 . 58 三维图 . 59精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 第 1 章绪论模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇个体模具企业的发展也相当迅速

13、。在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均13%，1999 年我国模具工业产值为245 亿，至 2002 年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。成型工艺方面， 多材质塑料成型模、 高效多色注射模、 镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。在制造技术方面

14、， CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM 系统，如美国 EDS 的 UG、美国 Parametric Technology公司的 Pro/Emgineer、以色列公司的 Cimatron、美国AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进， 虽花费了大量资金， 但在我国模具行业中， 实现了 CAD/CAM 的集成，并能支持CAE 技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。1.2 主要发展方向1

15、.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。2. 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术， 近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件。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。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。 目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。 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

16、产方式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 5. 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。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外表处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7. 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM 的关键技术之一。 研究和应用多样、 调整、廉价

17、的检测设备是实现逆向工程的必要前提。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 第 2 章材料与塑件分析2.1 塑料及其工业塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，树脂分为天然树脂和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。在一定温度和压力下，塑件具有可塑性，可以利用模具将其制成具有一定形状和尺寸精度的塑料制件。塑料按树脂的分子结构及其特性可以分成热塑性和热固性塑料两类。 热塑性塑料是由可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料。 热固性塑料为一次成型塑料， 不能反复加热

18、成型， 废品不能回收利用。塑料制件在工业生产中已得到广泛应用，是由于它们具有一系列特殊的优点。塑料密度小，质量轻，大多数塑料的密度在1.0 1.4 g/cm3。塑料的比强度高 ( 按单位质量计算的强度称比强度 ), 绝缘性能好，介电损耗低。塑料的化学稳定性高，对酸、碱等化学药品都具有良好的耐腐蚀能力。此外，塑料的减振和隔音性能也好，因此，塑料已成为各行业不可缺少的重要材料。2.2 塑件分析图 1.1 为榨汁机内支架的三维立体图,该产品用于榨汁机上，对榨汁机起支撑作用，该产品形状比较复杂， 精度较高，外表不允许有明显的熔接痕、 飞边等工艺痕迹，需要一定的配合精度要求。 制品整体有充分的脱模斜度，

19、 各处脱模力比较合理。 从整体结构分析：制品外表积较小、高度不大但是壁薄、零件的曲面复杂，型腔、型芯加工困难。从整体工艺性分析： 根据制品外观要求与结构要求选择点浇口，制品冷却必须均匀而充分，脱模力合理分布，要求顶出机构顶出均匀。图 2.1 塑件三维立体图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 榨汁机内支架工艺参数表材料脱模斜度 尺寸精度壁厚 mm 圆角 mm收缩率 PVC IT6 R0.5R3 该产品结构复杂， 有 3 处侧凹现象， 需要设置抽心机构， 另外考虑到制件的体

20、积和形状，应采用一模两腔，三板式结构，塑料从4 个点浇口进入行腔。2.3 塑件材料的选择及材料的工艺特性塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、 热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。通过对各种塑料的比较，选用聚氯乙烯PVC为塑件材料。下面将对聚氯乙烯PVC的特性、成型特点和成型条件进行详细的介绍。1基本特性：3,加入增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密

21、度范围一般为1.152.00 g/cm3。 硬聚氯乙烯的密度为 1.381.42 g/cm3，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用做结构材料，但软化点低。软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强度回降低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料，其化学稳定性也较好。 聚氯乙烯的热稳定性和耐光性较差。它的软化温度接近分解温度，因此在加工时要加稳定剂和增塑剂。聚氯乙烯在7080软化， 150170时呈熔融态， 190以上分解并放出有毒的氯化氢。2主要用途：硬聚氯乙烯制品有有管及棒、板、焊条、离心泵、通风机、输油管、容器。软聚氯乙烯制品有贮槽、薄板、日用

22、品、电线绝缘层、密封盖等。在日常生活中，聚氯乙烯还用于制造玩具、人造革、日用品、零件等。3成型特点：聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢。因此，在成型时必须加入稳定剂和增塑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间。不能用一般的注塞式注射成型机成型聚氯乙烯塑料， 因为聚氯乙烯耐热性和导热性不好，而用注塞式注射机需要将料筒内的物料温度加热到 166 193，会引起聚氯乙烯分解。所以，应采用带预塑化装置的螺杆式注射机注射成型， 模具浇注系统也应粗短， 进料口截面宜大， 模具应有冷却装精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 45 页天津工

23、程师范学院2007 届本科生毕业论文58 置。表 2.1 聚氯乙烯 PVC技术指标PVC技术指标密度g/cm3比容(cm3/g) 吸水率%收缩率%熔点150170冲击强度120Mpa 拉伸强度218Mpa 马丁耐热5060表 2.2 PVC 注射工艺参数注射机类型螺杆式螺杆转速200 30r/min喷嘴形式直通式喷嘴喷嘴温度150170模具温度30 60注射压力80 130Mpa保压压力40 60 Mpa冷却时间15 40s周期40 90s 后处理方法红外线烘箱温度70时间 0.3 1h 备注2.4 塑件体积和质量的计算设计中，材料选用聚氯乙烯PVC ，密度为 1.152g/cm33。通过 P

24、ro/E 软件的分析计算功能，分别计算出塑件、浇口的体积V 和质量 M。通过计算得 :V件3；质量为 M=18.06x1.5=27.1g。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 通过计算得 :V浇3；质量为 M=12.97x1.5=31.0g。第 3 章模具设计3.1 确定型腔数及其排列方式根据塑件的三维结构形式， 考虑了一模一腔和一模具两腔的两套方案。介绍如下：1如果采用一模一腔，可以通过点浇口上端进料，容易保证零件的质量；同时，模具尺寸小，降低了模具成本，但塑件壁厚较

25、厚，造成塑件充型不均匀，产品质量无精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 法保证；充型时间常，不能适应大批量的生产要求，大大降低了生产效率。2如果采用一模两腔的布置，虽然模具的尺寸增大，制造成本有所提高，但是保证产品的精度，而且生产效率较高，适应大批量生产的要求。经过对以上两套方案进行比较，由于塑件本身的形状尺寸较小，而且本身结构特殊， 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，所以采用一模两腔的形式。模具的型腔排列方式如以下图所示：3.2 分型面的设计为了塑件及浇

26、注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要，将模具型腔适当地分为两个或者多个部分，这些可以别离部分的接触外表,即为分型面。分型面形式由塑件的具体情况而定，常见的有水平分型面、 斜分型面、 阶梯形分型面、曲面分型面及垂直分型面。分型面对制品的外表质量， 尺寸精度，脱模，型腔型芯结构和排气以及进料浇口和模具制造都有直接影响。因此，在选择和确定分型面的时候，应该全面分析、比较和考虑，选择较为有利的方案。分型面确定的要点如下：1应选在制品的最大外形尺寸之处，否则，制品无法脱模。同时还应选在使制品留在动模之处，有利于脱模。2不能影响制品外观，尤其是对外表质量有要求的制品。3便于浇口进料，利于成型，易于排气。4利于

27、型腔加工，从而使制品的精度易于得到保证。5利于嵌件的安装以及活动镶件和弹性活动螺纹型芯的安装。在本模具设计当中，分析塑件的结构特点，并根据浇口形式，采用双分型面，三板式注射模具。 第一分型面分型取出浇注系统凝料，为辅助分型面； 第二分型面为主分型面，分型后取出塑件。在一模两腔的模具布局形式下，首先以塑件的最大面，即中心面为第二分型面， 这样分开上下型腔；在定模部分增加一块中间板为第一分型面，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 取出凝料；塑件外表有凸台和侧孔，增加两个侧

28、抽机构，因为塑件有罗纹和凹槽，制作两个镶件。3.3 排气系统的设计当塑料熔体充填模具型腔时， 必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模具外边。如果型腔内的气体不能被排出干净，塑件上就会形成气孔、产生熔接不牢、外表轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外，气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，影响产品质量,因此设计模具时必须考虑行腔的排气问题。注射模通常有三种排气方法， 即在分型面上开设排气槽、 利用配合间隙排气以及利用排气塞排气。排气系统的设计要点：1保证迅速、有序、通畅，排气速度应与注射速度相适应。2 排气槽设在塑料流末端。3应设在主分型面凹模一侧：便于加

29、工和修整；假设产生气体起边，容易脱模和去除。4 尽量设在塑件较厚的部位。5设在便于清理的位置以免积存冷料6排气方向应避开操作区，以防高温熔料溅出伤人。7 其深度与塑料流动性及注射压力、温度有关。在本模具设计中，并不需要另开设排气槽，而是利用分型面和侧向滑块的间隙、顶杆配合间隙进行排气。 由于这些间隙是客观存在的， 并不需要刻意加工， 故叫自然排气。由于这种方式需另设排气装置，因此结构比较简单， 也是注塑模中经常采用的一种排气形式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 3

30、.4 成型零件的结构形式及设计成型零件是直接成型塑件的零件，在本设计中主要包括凹模、凸模、型芯、镶块等。成型零件形状复杂、精度高，外表粗糙度低。3.4.1 凹模的结构设计凹模亦称型腔， 是成型塑件外外表的主要零件。它一般装在定模固定板上， 根据塑件成型的需要和加工与装配的工艺要求，凹模有整体式和组合式两类。 而且组合式凹模的组合方式也是多种多样的，常见的有组合方式有以下几种：在本模具设计中因为是一模两腔，而且有镶件，所以使用的是组合式中的整体嵌入式凹模，凹模的三维图如以下图片所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 45

31、页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 图 3.4 镶块的位置示意图3.4.2 凸模的结构设计凸模亦称型芯，是成型塑件外外表的成型零件。凸模同样分为整体式和组合式。跟凹模的设计一样， 在本设计中使用的同样是组合式中的整体嵌入式凹模，凸模的三维设计如以下图所示：图 3.6 镶块的形状示意图第 4 章浇注系统的设计浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴到型腔之间的的进料通道。浇注系统的作用：浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满型腔的各个部位，并在充填保压过程中，将注塑压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰、 内在质量优良的塑料制品。对浇注系统设计的具体要求是：精选学习资料 - - - - -

32、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 1腔的填充迅速有序 : 2时充满各个型腔 ; 3量和压力损失较小 ; 4能消耗较少的塑料 ; 5使型腔顺利排气 : 6系统凝料容易与塑料别离或切除; 7使冷料进入型腔 ; 8痕迹对塑件外观影响很小; 浇注系统的基本组成是四部分：主流道，分流道，浇口，冷料穴。4.1 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道， 是熔体最先流经模具的部分， 它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降

33、和压力损失最小。4.1.1 主流道衬套设计在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。 主流道通常设计在模具的浇口套中， 如图。为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角 a为 16。由于小端的前面是球面，其深度为35mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大12mm。在本模具设计中，浇口套和定位圈设计成两个零件的形式，并以台阶的形式固定在定模板上。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 设计效果

34、如以下图所示：4.1.2 定位圈设计定位环主要是用来固定浇口套，并且是连接模架和注塑机的零部件。浇口套与定位圈采用 H7/f9 的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。在本模具设计中，定位环的设计效果如以下图所示：4.2 分流道设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔的浇注系统时，应设置分流道。 分流道是指主精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 流道末端与浇口之间的一段塑料熔

35、体的流动通道。分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧，其截面形状应尽量使其比外表积流道外表积与其体积之比小，在温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积，以减少热量损失。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。常见分流道的截面形状有圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形等几种形式。其尺寸大小要根据浇口套和注塑机的尺寸进行确定。 分流道的布置取决于型腔的布局， 两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。1平衡式布置平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等， 到达各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔

36、的浇口尺寸可以相同，到达各个型腔同时均衡进料。2非平衡式布置非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度各不相同。为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。在本模具设计当中，分流道采用U 形平衡式布置，而且本模具的一次分流道长85mm,二次分流道长为 28.7mm，一次和二次分流道的直径为7mm，其分流道的布置如以下图所示：图 4.4 分流道的设计示意图4.3 浇口的设计浇口亦称进料口， 是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择的恰当与否，直接关系到塑件能否被完好地高质量的注射成型。也是注射模具浇注系统的最后部分，熔融的塑料经过浇口进入型腔。浇口可分为限制性

37、浇口和非限制性浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位， 通过截面积的突然变化， 使分流道送来的塑料熔体产生突变的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。另外，限制性浇口还起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。非限制性浇口精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 是整个浇口系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对大中型筒类、 壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。浇口的位置选择：如前所述， 浇口开设的位置对塑件的成型性能

38、和成型质量影响都很大，因此，合理选择浇口位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。选择时，需要根据塑件的结构与工艺特性和成型的质量要求， 并分析塑料原材料的工艺特性与塑料熔体在模内的流动状态、成型的工艺条件，综合进行考虑。1尽量缩短流动距离；2防止熔体破裂现象引起塑件的缺陷；3浇口应开设在塑件壁厚处；4减少熔接痕提高熔接强度；5初始值应取较小，为试模时必要的修正留有余地。时必要的修正留有余地。浇口的结构形式较多。按照浇口形状、大小、位置的不同，浇口的形式是多种多样的，但通常的浇口，其种类大致分为以下几种：1直接浇口2盘形浇口3分流式浇口4轮辐式浇口5爪形浇口6点浇口7侧浇口8环形浇口9潜状式浇口在

39、本模具设计当中， 根据塑件的使用材料和形状尺寸以及厚度要求，采用点浇口。因为这种浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热， 从而导致熔体的表观粘度下降，流动性增强， 有利于型腔的充填。而且在制品成型后，在顶出时会与塑件自动拉断，易于实现生产的自动化。设计中的结构如以下图所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 图 4.5 浇口的设计示意图4.4 冷料穴和拉料杆的设计当注射机未注射塑料之前， 喷嘴最前端的熔融塑料的温度较低，

40、为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件的质量， 在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就叫冷料穴。冷料穴是浇注系统的结构组成之一。 冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料， 以免这些冷料注入型腔。 这些冷料既影响熔体充填的速度，又影响成型塑件的质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时， 在拉料杆的作用下， 主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。需要指出，点浇口形式浇注系统的三板式模具，在主流道末端是不允许设置拉料杆的，否则模具无法分型。三板式模具的拉料杆一

41、般回设置在中间板上。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，也就是塑料流动的转向处， 其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积， 冷料穴有六种形式， 常用的是端部为 Z 字形和拉料杆的形式相同，具体形式要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图中所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 图 4.6 冷料穴的设计示意图4.4.1 拉料杆的设计为了使主流道凝料能够顺利地从主流道衬套中脱出，往

42、往使冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用，根据拉料的方式的不同， 常见的冷料穴和拉料杆结构形式有以下几种：1带钩形拉料杆的冷料穴2带球形拉料杆的冷料穴3无拉料杆的冷料穴由于本模具在设计中， 采用的是点浇口形式浇注系统的三板式模具，因此在主流道末端是不能够设置拉料杆的，而将拉料杆设计在中间板上。 拉料杆的形式如以下图所示：图 4.7 拉料杆的设计示意图第 5 章标准模架的选定注射模具由成型零部件和结构零部件组成。结构零部件主要包括注射模的标准模架、注射模的支承零部件和合模导向机构。支承零部件主要由固定板动、定模板、支承板、垫板和动、定座板组成。5.1 注射模的标准模架模架

43、是注射模的骨架和基体， 其他部件的设计与制造均依赖于它，通过它将模具的各个部分有机地联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、 定模板、动模座板、动模板、动模支承板、垫块、推杆固定板、推板、导柱、导套以及复位杆等组成。选择模架要根据制品的尺寸及大小，同时考虑注射机的参数。本次设计参照生产实例，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 采用工厂中常用的上海龙记公司的模架。模架基本尺寸为400330mm，定模固定板尺寸为 400400mm。模架钢材统一参照国标。其具体结构如以下

44、图所示：图 5.1 模架的结构示意图5.2 支承零部件的设计模具的支承零部件主要指用来安装固定或支承成型零件及其他结构零件的零部件。支承零部件主要包括固定板、垫板、支承件及模座。5.2.1 固定板、支承板固定板动模板、定模板在模具中起安装和固定成型零件、合模导向机构以及推出脱模机构等零部件的作用。为了保证被固定零件的稳定性， 固定板应具有一定的厚度和足够的刚度和强度， 一般采用碳素结构刚制成， 当对工作条件要求较严格或对模具寿命要求较长时，可采用合金结构刚制造。固定板的结构形式如以下图所示：图 5.2 定模固定板图 5.3 动模固定板精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

45、结 - - - - - - -第 23 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 支承板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的零件脱出固定板， 并承受固定部件传递的压力， 因此它要具有较高的平行度、刚度和强度。一般用 45 刚制成，经热处理调质至2832HRC230 270HBS 。在固定方式不同或只需固定板的情况下，支承板可以省去。5.2.2 支承件常见的支承件有垫块和支承柱。1.垫块支承块垫块的作用主要是在动模支承板与动模座板之间形成推出机构所需的动作空间。另外，也起到调节模具总厚度， 以适应注射机模具安装厚度要求的作用。常见的垫块结构形式

46、如下图。该结构为平行垫块，使用比较普遍，适用于大中型模具，在本模具设计中也是采用该形式。 垫块一般用中碳钢制造， 也可以用 Q235 钢制造，或用 HT200等。在模具组装时， 应注意所有垫块高度须一致， 否则由于负荷不均匀会造成相关模板的损坏，垫块与动模支承板和动模板之间一般用螺栓连接，要求高时可用销钉定位。对于大型模具或垫块间跨距较大的情况，要保证动模支承板的刚度和强度，动模板厚度必将大大增加。 这时， 通常在动模支承板下面加设圆柱形的支柱 空心或实心，以减小垫板的厚度，有时，支承柱还能起到对推出机构导向的作用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

47、 - - -第 24 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 5.2.3 动定模座板与注射机的动定固定模板相连接的模具底版称为动定模座板，如下图：图 5.5 动模座板图 5.6 定模座板设计或选用标准动定模座板时， 必须要保证它们的轮廓形状和尺寸与注射机上的动定固定模板相匹配， 另外，在动定模板上开设的安装结构 如螺栓孔、 压板台阶等也必须与注射机动定模固定板上安装螺孔的大小和位置相适应。动定模座板在注射机成型过程中起着传递合模力并承受成型力，为保证动定模座板具有足够的刚度和强度， 动定模座板也应具有一定的厚度，一般对于小型模具， 其厚度不小于 15mm，而一些大型模具

48、的动定模座板，厚度可达75mm 以上。动定模座板的材料多用碳素结构钢或合金结构钢，经调质达2832HRC230270HBS 。对于生产批量小或锁模力和成型力不大的注射模，其动定模座板有时也可采用铸铁材料。5.3 合模导向机构设计再模具进行装配或成型时， 合模导向机构主要用来保证动模和定模两大部分或模内其它零件准确对合， 以确保塑料制件的形状和尺寸精度，并防止模内各零件发生碰撞和干预。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。5.3.1 导向机构的作用1定位作用模具装配或闭合过程中，防止模具动、定模的错位，模具闭合后保证型腔形状和尺寸的精度。2导向作用动、定模合模时，首先导向零件相互接触，引

49、导动定模正确闭合，防止成型零件先接触而可能造成成型零件的损坏。3承受一定的侧向压力塑料熔体在注入型腔过程中可能产生单向侧向压力，或由于注射机精度的限制， 会使导柱在工作中不可防止受到一定的侧向压力。当侧向压精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 45 页天津工程师范学院2007 届本科生毕业论文58 力很大时，不能仅靠导柱来承担，还需加设锥面定位装置。5.3.2 导柱导向机构导柱导向机构是比较常见的一种形式，其主要零件是导柱和导套。1导柱1导柱的结构如以下图所示：图 5.7 导柱示意图这种形式是有肩导柱形式， 用于精度要求高、

50、 生产批量大的模具。 导柱与导套相配合，导套的外径与导柱的固定轴肩直径相等，也即导柱的固定孔径与导套的固定孔一样大小， 这样两孔可同时加工， 以保证同轴度要求。 导柱的导滑部分设计加工出导滑槽，以便润滑和集尘，提高使用寿命。2导柱的技术要求m。导柱固定部分与模板之间一般采用H7/m6 或 H7/k6 的过度配合。 根据注射模具具体结构形状和尺寸，导柱一般可设置 4 个，小型模具可以设置 2 个，圆形模具可设置 3 个。导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度。2导套导套的结构形式如下图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -