防護罩注射模具設(shè)計-抽芯塑料注塑模含9張CAD及SW三維
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XX設(shè)計說明書
防護罩模具設(shè)計
RED PROTECTIVE COVER MOLD DESIGN
學院（部）：
專業(yè)班級：
學生姓名：
指導(dǎo)教師：
防護罩注射模具設(shè)計
摘要
隨著生活水平的不斷提高，如今塑料制品在人們的生活中已經(jīng)扮演了不可替代的角色，防護罩就是其中之一，它可以保護各種精確機器，防塵、防沙等，保證機器的精確度，是應(yīng)用生產(chǎn)中必不可少的塑件，它能夠防止由于堅硬顆粒狀的灰塵及切屑、堅硬物質(zhì)等進入軌道，而使得滑動平面產(chǎn)生磨損，能夠減少導(dǎo)軌因操作變形對加工精度的影響，保證機床加工精度。然而現(xiàn)實生活中的這種器械是雖廣泛應(yīng)用，缺仍然存在很大的劣勢，例如，選材不夠經(jīng)濟，造型不夠美觀，不夠耐拉伸性等問題都是值得研究提升的地方。本文是在觀察了實際生活情況之后，專門對防護罩塑料注射模具進行了研究設(shè)計，整個過程充分利用了計算機三維軟件Solidworks和二維AutoCAD，結(jié)合澆注系統(tǒng)、抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、成型零件、導(dǎo)向機構(gòu)等方面的知識，綜合塑料模具的應(yīng)用范圍，以及所用材料的選擇等等，在研究的過程當中，通過查詢大量的書籍資料，在XXX老師的指導(dǎo)下和整個小組一致團結(jié)合作之后，終于有所結(jié)論，詳情參考以下具體內(nèi)容。
關(guān)鍵詞 ：模具設(shè)計，防護罩, 塑料模具
RED SHIELD INJECTION MOLD DESIGN
ABSTRACT
As living standards improve, and now plastic products in people's lives has played an irreplaceable role, Hood is one of them, it can protect a variety of precision machinery, dust, sand, etc., ensure the accurate degrees, is the application of essential production of plastic parts, which can prevent the dust and chips hard particulate, hard material, etc. into the track, and so that the sliding wear of planes, can reduce the rail by operating on the processing accuracy of deformation, ensure machining accuracy. But in real life, although this instrument is widely used, there are still missing a great disadvantage, for example, the selection is not the economy, not beautiful shape, enough tensile resistance and other issues are worth considering enhancing the place. This article is in the observation of real life situations, the special protective cover on the red plastic injection molds for the study design, the whole process takes advantage of three-dimensional computer software Solidworks and two-dimensional AutoCAD, combined with gating system, core pulling, pushing mechanism, molded parts , guides and other aspects of knowledge, integrated plastic mold range of applications, as well as the choice of materials used, etc., in the study of the process, a lot of books by querying the data, in Wu Zhuanbin under the guidance of the teacher and the whole team unity and cooperation agreement after finally some conclusions, details, refer to the following specific content.
KEYWORDS: Mold Design , Red Shield Injection, Plastic Mold
II
目錄
摘要（中文） I
摘要（英文） II
1.緒論 1
1.1前言 1
1.2防護罩設(shè)計的必要性 2
2.塑件的工藝分析 3
2.1塑件的成型工藝性分析 3
2.1.1 塑件材料ABS的一般性能 4
2.1.2塑件材料ABS的加工特性 4
2.2 塑件的成型工藝參數(shù)確定 5
2.3 塑件體積計算 5
2.4 成型設(shè)備的選擇 5
3.模具的基本結(jié)構(gòu)與分類及模架選擇 8
3.1模具的基本結(jié)構(gòu)與分類 8
3.1.1 成型方法確定 8
3.1.2 型腔布置方案 8
3.1.3 分型面的確定 9
3.1.4 選擇澆注系統(tǒng) 10
3.1.5 確定脫模方式 13
3.1.6 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 15
4.選擇模架 16
4.1 模架的結(jié)構(gòu) 16
4.2 模架安裝尺寸校核 18
5. 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算 19
5.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 19
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu) 19
5.1.2 型芯結(jié)構(gòu) 19
5.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 19
5.1.4 模具合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu) 20
5.2 模具成型尺寸設(shè)計計算 20
5.2.1型芯徑向尺寸 20
i
5.2.2 型芯高度尺寸 20
5.2.3 型腔徑向尺寸 21
5.2.4 型腔深度尺寸 21
5.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算 22
5.3.1 模具加熱系統(tǒng) 22
5.3.2 模具冷卻系統(tǒng) 22
6.模具總裝圖以及模具的裝配和試模 24
6.1 模具總裝圖 24
6.2 模具的安裝試模與養(yǎng)護維修 24
6.2.1 試模前的準備 25
6.2.2 模具的安裝和調(diào)試 25
6.2.3 試模過程 26
6.2.4 檢驗入庫 26
結(jié)論 27
參考文獻 28
致謝 29
ii
1.緒論
1.1前言
本次畢業(yè)設(shè)計是在我在完成了大學的全部基礎(chǔ)課和所有專業(yè)課程前提下進行的。這是對我四年大學所學的機械專業(yè)基礎(chǔ)知識的一次全方位考察，更是一次理論聯(lián)系實際的實彈演練。因此，它在我大學四年的學習的最后占有不可替代的位置。畢業(yè)設(shè)計是檢驗我運用過去四年所學的知識，完善我分析問題并最終解決問題的一種途徑。同時，通過畢業(yè)設(shè)計，也可以把所學的知識融會貫通，扎實自己機械的基礎(chǔ)知識，提高了自己的專業(yè)技能。
為了我們將來更好的的就業(yè)，把理論與實踐結(jié)合起來，學校畢業(yè)之前組織我們?nèi)ズ幽下尻柕谝煌侠瓩C廠進行為期一周的畢業(yè)實習，包括去一拖塑料模具研究所深入的考察參觀收獲頗豐,為畢業(yè)設(shè)計收集到了寶貴的第一手材料，見到了塑料從加工到成型的整個過程，使我們更要加深以后在設(shè)計塑料模具時要考慮更多的因素，在實際條件下如何改進設(shè)計的方法，要求更多的創(chuàng)新元素運用到我的產(chǎn)品當中去，最終使企業(yè)獲得最大的利潤。
正是由于塑料制品的制造簡便，物美價廉，適用性高，所以廣泛的運用在我們平常生活中的用的各種產(chǎn)品，如塑料瓶蓋、塑料水杯、塑料碗等等。隨著塑料工業(yè)突飛猛進的發(fā)展，社會對塑料制品的依賴性越來越大，我們當今世界的生活已經(jīng)離不開塑料。當然，塑料產(chǎn)品的種類是越來越多，就在我的身邊，我用的手機外殼，我平時吃飯用的飯盒，質(zhì)量是越來越來，而且用的化學材料是綠色環(huán)保的。最近10年來，塑料模具的質(zhì)量和產(chǎn)量的發(fā)展超出了我們的想象，向著超精密模具、高效率、高自動化、長壽命的方向邁進著。注塑成型模具通俗的說就是將塑料先加入在注塑機的加熱料筒內(nèi)，經(jīng)過一段時間的加熱，塑料在里面熔化了，最終在注塑機的活塞或著螺桿的推動下，通過噴嘴進入模具的澆注系統(tǒng)模具型腔內(nèi)，經(jīng)過一段時間的保溫、保壓，經(jīng)冷卻過后，塑料在其中凝固并形成一定的形狀，最后開模有推出機構(gòu)推出產(chǎn)品的過程。
一開始我就有在實際生活發(fā)現(xiàn)問題然后解決問題的思想，我對塑料制品防護罩進行注塑模具設(shè)計。我的思路是這樣的：第一要搞清楚我要設(shè)計的塑料制品用什么化學材料，然后我就去查閱資料，最終我發(fā)現(xiàn)ABS這種材料抗沖擊能力強，比較適合運用在機床上；第二要對塑料制品進行工藝分析，我對它的結(jié)構(gòu)進行了分析，參考一些模板，我就開始大概設(shè)計多大的模具合適，用怎樣的結(jié)構(gòu)合適；第三要我要計算塑料制品所需要的重量，選擇合適型號的注射機，然后要對其投影面積進行計算，根據(jù)投影面積，然后選擇怎樣的模具結(jié)構(gòu)；第四要進行精確的設(shè)計整個模具結(jié)構(gòu)：查閱書籍，選擇塑料制品模具分型面和成型位置，接著確定用一模兩腔，平衡布置的澆注系統(tǒng)；第五要設(shè)計側(cè)向滑動抽芯機構(gòu)和推出機構(gòu)設(shè)計，原先我比較頭疼這個問題，但是老師在這個問題上給我很大的幫助，給我看了大量的資料，我才有了設(shè)計的靈感;第六繪制模具1張三維裝配圖和一張A0二維裝配圖及7張零件圖，這個圖紙是最難畫的，我從最初的二維裝配圖開始畫，然后再畫的三維裝配配圖，7張零件圖是最后完成的，中途丁瑤同學幫我改正了不少圖的錯誤，真的非常感謝他。然后就是要解決如何改進和優(yōu)化防護罩注塑模具的機構(gòu)，從而達到設(shè)計出來的模具不僅滿足質(zhì)量、精度的要求，整體的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，加工起來更加簡單，制造成本比目前的市場上低廉。該畢業(yè)設(shè)計是本人認真查閱了大量模具相關(guān)資料，認真詳細進行考慮，在吳傳彬老師的幫助下，和同組其他9個同學們互相討論分析斟酌后改進設(shè)計才得到最后的這個設(shè)計，這是我大學以來第一次深入的設(shè)計塑料模具，肯定會有錯誤和不足，希望老師能給我指出，我肯定會去改進，謝謝。
1.2防護罩設(shè)計的必要性
我上網(wǎng)查閱了一下，防護罩種類非常之多，大概包括有：機床防護罩；高防塵防護罩；盔甲式防護罩；防爆防護罩；高壓防護罩；汽缸油缸防護罩；鋼板式機床導(dǎo)軌防護罩；醫(yī)療設(shè)備防護罩；耐高溫防護罩等等；絲杠上的防護罩要求具有防塵、防油、防水、防乳劑的作用，而且要求必須經(jīng)久耐用，不容易損壞。從防護罩的種類可以看出防護罩模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)種類繁多，塑料防護罩的需求量是非常大的，可能平時我們并不會注意這個不起眼的小東西，但是它卻在那默默的扮演著重要的角色，發(fā)揮著不可替代的作用。塑料成型模具制造、編寫塑料成型的工藝和正確的選擇塑料成型設(shè)備對塑料產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量有著很大的影響?，F(xiàn)在社會對塑料模具的要求是能生產(chǎn)出在使用性能、尺寸大小精度、外觀、等方面均能滿足要求的合格產(chǎn)品。從模具使用角度分析，要求向著高效率、自動化、操作簡便發(fā)展；從模具制造角度分析，要求結(jié)構(gòu)簡單、加工簡易、成本便宜。模具的水平是決定最終產(chǎn)品性能、形狀大小尺寸精度的重要保證。在塑料迅速發(fā)展這10年，模具的水平也代表一個國家的機械發(fā)展水平，目前來說，歐洲的整體水平在我們國家之上的。
現(xiàn)在我們的要求是希望防護罩不僅是它能發(fā)揮最基本的用途，而且如何使得它的使用壽命更長，外觀更加美觀，材料更加便宜而且綠色環(huán)保無公害，這就是我現(xiàn)在設(shè)計中要解決的問題。因此我選用了一種比較經(jīng)濟環(huán)保的材料，那就是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯組成的三元共聚物，簡稱ABS。
2.塑件的工藝分析
2.1塑件的成型工藝性分析
塑件三維和二維圖如圖2-1所示。
圖2-1 塑件圖
產(chǎn)品名稱：防護罩
產(chǎn)品材料：ABS(抗沖擊)
產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn)
塑件尺寸：如圖2-1所示
塑件重量：16克
塑件顏色：
塑件要求：塑件外表面、側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡，塑件允許最大脫模斜度0.5°。
2.1.1 塑件材料ABS的一般性能
ABS塑料化學名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名稱Acrylonitrile Butadiene Styrene,是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物,也可稱改性聚苯乙烯,具有比苯乙烯更好的使用和工藝性能。
ABS是一種最常用的一種工程塑料，因為它有它的優(yōu)勢就是優(yōu)良的綜合力學性能。ABS的物理性能是無毒無味的,成形塑件的表面有較好的光澤度，具有良好抗沖擊能力；ABS還具有一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性。由于其具有韌、剛、硬的優(yōu)點，應(yīng)用范圍已經(jīng)超過了以前經(jīng)常用的PS。易于成形和機械加工，與有機玻璃的熔接性良好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。在正常的成形條件下，ABS制品的尺寸穩(wěn)定性較好。
ABS也有自己的缺點，就是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
2.1.2塑件材料ABS的加工特性
l 無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成形特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件；
l 溶化狀態(tài)流動性中等，溢邊料0.04 mm左右；
l ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中；
l 吸水性很強，必須要用干燥劑充分干燥，使它的含水量應(yīng)小于0.3%，要求表面光澤高的的塑件要長時間預(yù)熱干燥；
l ABS是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，加工方法簡單。ABS產(chǎn)品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。物理性能比熱容低，在型腔中凝固較快，生產(chǎn)周期短，制件尺寸穩(wěn)定，表面光澤。
2.2 塑件的成型工藝參數(shù)確定
查閱書籍得到ABS（抗沖壓）材料的成型工藝參數(shù)如下：
選用注射機類型：螺桿式
密度： 1.01 ～ 1.04 g/cm3；
收縮率： 0.3 % ～ 0.8 % ；
噴嘴溫度： 170C°～ 180C°；
預(yù)熱溫度： 80C°～ 85C°，預(yù)熱時間： 2 ～ 3 h ；
料筒溫度： 后段150C°～170C°，中段165C°～180C°，前段180C°～200C°；
模具溫度： 50C°～ 80C°；
注射壓力： 60 ～ 100 MPa ，保壓壓力： 40～60 MPa
；
螺桿轉(zhuǎn)速r/min： 30～60r/min
后處理方法： 紅外線烘箱 溫度： 70C° ， 時間： 0.3-1h 。
2.3 塑件體積計算
該產(chǎn)品材料為ABS，查閱相關(guān)書籍得知其密度為1.01 ～ 1.04 g/cm3,收縮率為0.3%～0.8%，由公式可以計算出其平均密度為1.025,平均收縮率為 0.55%。
通過計算得塑件體積為V=9.950立方厘米
每個塑件的質(zhì)量 16克
即 M=16克
估算澆注系統(tǒng)的體積
估算澆注系統(tǒng)的質(zhì)量
M=V×P=9×1.025=9.225克
故 M總=32克
2.4 成型設(shè)備的選擇
根據(jù)2.3的計算結(jié)果，塑料制品的體積或質(zhì)量已經(jīng)計算出來了，接下來就是選擇適當?shù)淖⑺軝C即可，書籍中的公式如下；
Km≥nmi+mj
公式中：
mj－澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量或體積
mi－注塑成型塑件單件的質(zhì)量或體積
k－注射機注射量的理論利用系數(shù)，一般取 0.8
m－注射機的理論注射量
n－型腔數(shù)目
因為選擇注射機時模具的大小沒有最終選定下來，同時也無法計算模具的澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，一般情況下是根據(jù)長年的經(jīng)驗公式估算得來的，每個塑件所需澆注體積是塑件體積的0.3-1.0倍，因此公式可用以下公式初步選取注射機。
km≥nk1mi
k1－塑件成型的的質(zhì)量系數(shù)，一般取1.2～2.0.
按塑件體積的0.6倍計，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為：
V=V×0.6=9.950×0.6×2=12cm3
則：該模具一次注射所需塑料的體積為：
V=9.950×2+12=32cm3
質(zhì)量為:
M=ρ×V=1.04×32=33.28g
查有關(guān)書籍選定注塑機型號為SZ-ZY-125
SZ-ZY-125注塑機的參數(shù)如表2-4：
螺桿直徑/mm
42mm
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30～60
理論注塑容量/
125
注塑壓力/MP
120
注塑速率（g/s）
70
塑化能力(kg/h)
35
鎖模力/kN
900
最大成型面積/cm3
320
模板行程/mm
600
模具最小厚度/mm
200
模具最大厚度/mm
300
定位圈直徑/mm
100
噴嘴孔直徑/mm
4
噴嘴移動量/mm
210
頂出行程/mm
230
噴嘴球半徑/mm
SR12
機器外形尺寸
3340×750×150
表2-4
注射機的頂出方式：
機械式頂桿頂出。
兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)。
校核注射機的參數(shù)：
1）、校核最大注射量：
SZ-ZY-125注射機的額定注射量為125cm3,
塑件體積：14.3cm3，每次成型2個塑件。
假設(shè)澆道凝料為20cm3。
實際注射量＝14.3X2 + 20 = 48.6cm3 < 125 X 80% =100cm3
2）、校核注射壓力：
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
SX-ZY-125注射機的注射壓力為 120 MPa,
可以選擇該型號注塑機。
3）、校核鎖模力：
注射機的鎖模力為 900KN；
ABS塑料的注射壓力為70～90MPa, 取80MPa;
單個塑件在分型面上的投影面積為15.2;
澆道凝料為20;
注射時模具的膨脹力＝ (15.2 X 4 + 20) X 80
= 652.8 KN < 900 KN
鎖模力滿足要求。
4）、校核最大注射成型面積：
SX-ZY-125注射機的最大注射成型面積為 320；
單個塑件在分型面上的投影面積為9.62;
澆道凝料為20;
注射時模具的成型面積＝ (15.2 X 2 + 20)
= 50.4 < 320
注塑機滿足要求。
經(jīng)過以上的校核，四方面的條件都滿足要求，選用XS-YZ-125型螺桿式注射機非常合適。
3.模具的基本結(jié)構(gòu)與分類及模架選擇
3.1模具的基本結(jié)構(gòu)與分類
注射模具主要由動模板和定模板（凸模板和凹模板）兩部分結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。其中固定在注射機上移動工作臺面上的那一半模具是動模板，隨著注射機做開合運動；固定在注射機固定工作臺面上的另一半模具是定模板，是固定不動的部分。在注塑機的工作下，動模板與定模板閉合形成封閉的型腔，將塑化好的熔體注射到模具的型腔，經(jīng)過保壓、冷卻、定型，獲得應(yīng)該得到的形狀，過段時間打開動模板，我采用的是用8個推桿將兩個防護罩產(chǎn)品同時推出。
3.1.1 成型方法確定
教科書上對分型面的定義：為了方便澆注系統(tǒng)凝料的順利取出，塑件的脫模以及安放嵌塊，模具一般至少得有兩個部分組成，我們稱可以分離的接觸面為分型面。單分型面注射模是一種最簡單的注射模，應(yīng)用很廣泛，我所設(shè)計的就是單分型面，這種結(jié)構(gòu)能夠保證塑件表面質(zhì)量比較高，選用單分型面注射模（兩板式注射模）。
防護罩這個塑件距離底面15的距離的曲面上開了一個直徑為10MM 的側(cè)孔，零件必須需要通過側(cè)向移動才能保證塑件的順利脫模，這樣的塑件就要考慮抽芯，首先考慮到的就是比較常見的斜導(dǎo)柱和側(cè)滑塊的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。
3.1.2 型腔布置方案
防護罩的形狀結(jié)構(gòu)比較簡單，我當初選課題的時候都不知道這是個什么東西，平時沒見過，工廠生產(chǎn)批量是大批生產(chǎn)，必須得使用多型腔注射模具，這樣才能得到效率高，塑件成本較低，實現(xiàn)最大盈利。考慮到塑件的側(cè)面有Φ10mm的圓孔，需要側(cè)向滑動抽芯，所以設(shè)計模具采用一模二腔、平衡布置的方式。其布置方案如圖3-1-2所示。
圖3-1-2 型腔布置
3.1.3 分型面的確定
分型面的選擇是否得當對塑件的質(zhì)量、操作難以、模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大，在選取分型面時應(yīng)該遵循以下基本原則：
（1） 、分型面應(yīng)選在外形最大輪廓處；
（2）、確定有利的留模方式便于塑件順利的脫模；
（3）、滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
（4）、保證塑件的要求；
（5）、便于模具加工制造；
（6）、考慮脫模斜度的影響；
（7）、有利于排氣；
（8）、便于實現(xiàn)側(cè)向分型與抽芯動作；
（9）、考慮分型面積和鎖模力。
塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，我考慮的塑件的分型面有多種情況，如圖3-1-3所示。圖3-1-3（a）的分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面遺留分型面痕跡，使得塑件表面不光滑，使質(zhì)量不能達到要求。同時這種分型面也無法實現(xiàn)側(cè)向滑動抽芯機構(gòu)；圖3-1-3（b）的分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體動模型腔內(nèi)成型，不但能滿足塑件大部分外表面光滑，而且僅在側(cè)向滑動抽芯處留有少量分型面痕跡，同時側(cè)向抽芯非常容易實現(xiàn)，使得塑件脫模方便可行。因此塑件選擇如圖3-1-3（b）所示的分型面比較合理。
（a） （b）
圖3-1-3 分型面選擇
3.1.4 選擇澆注系統(tǒng)
普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、和冷料口四部分組成。
查閱課本，設(shè)計注塑系統(tǒng)的設(shè)計原則有一下幾點：
（1） 、適應(yīng)塑件的成型性能；
（2） 、有利于型腔中空氣的排出；
（3） 、防止型芯變形和嵌件位移；
（4） 、澆口位置適當；
（5） 、流道盡可能短、盡量減少彎曲、表面光滑；
（6） 、澆注系統(tǒng)設(shè)計要結(jié)合型腔布局，合理設(shè)計冷料穴。
該塑件采用側(cè)澆口成型，其澆注系統(tǒng)如圖3-1-4所示。側(cè)澆口直徑為Φ4mm，側(cè)澆口長度為1mm，頭部球R1為2 mm。分流道采用半圓截面流道，其半徑R為4mm。主流道為圓錐形，錐角α為3?，上部直徑與注射機噴嘴相配合，下部直徑為Φ8 mm。
圖3-1-4 側(cè)澆口澆注系統(tǒng)
澆口套的結(jié)構(gòu)：使用XS－ZY－125注射機時定位孔直徑為100mm，與澆口套下部尺寸相差較大，所以選用定位圈與澆口套分離的結(jié)構(gòu)。
1）、 澆口套的設(shè)計。
XS－ZY－125注射機的注射部分噴嘴球頭半徑為12mm，噴嘴直徑為4mm。如圖 3-1-41 所示：
澆口套凹球面半徑取13mm，深度取4.75mm。
澆口套進料口直徑應(yīng)該比噴嘴的直徑大1-2mm,取4.5mm，出料口直徑與最大流出口直徑一樣取8mm。
澆口套外徑取50mm。
圖3-1-41
2） 、 定位圈的設(shè)計。
XS－ZY－125注射機的固定模板上定位孔直徑為100mm。如圖3-1-42所示：
圖3-1-42
定位圈是標準件，直接查手冊，取外徑為100mm，厚度15mm就能滿足要求。
定位圈使用4-M6內(nèi)六角螺釘與定模座板固定。
3）、 拉料桿的設(shè)計。
澆口套出料口直徑為8mm，拉料桿的直徑必須與出料口相等，這樣才不會漏料到下面。拉料桿上部分選用鉤頭（Z字形）形結(jié)構(gòu)。如圖3-1-43所示：
圖3-1-43
3.1.5 確定脫模方式
脫模機構(gòu)的驅(qū)動方式不同，通?？梢苑譃?類：
（1） 機動脫模機構(gòu)
（2） 手動脫模機構(gòu)
（3） 氣動脫模機構(gòu)
（4） 液壓脫模機構(gòu)
脫模機構(gòu)設(shè)計原則:
(1) 保證塑件脫模時不變形，不能影響到產(chǎn)品的使用；
(2) 保證塑件外觀良好；
(3) 結(jié)構(gòu)良好；
(4) 應(yīng)把塑件推出模具8毫米左右。
由于該塑件形狀為圓殼形，使用8個推桿平均用力推出2個塑件。推桿設(shè)置在塑件底部，推出塑件的邊緣，推出機構(gòu)的復(fù)位一般采用復(fù)位桿，所以選擇推桿推出機構(gòu)完成塑件的推出，、對于這種不復(fù)雜的塑件這種方法結(jié)構(gòu)簡單可行，平衡布置，推出力均勻變形小。
推出機構(gòu)的形式：
1）、推桿:
由于塑件形狀簡單為圓柱形外殼，所以采用普通推出機構(gòu)中的推桿推出方式。每個制件用4根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡單可行，不會留下脫模痕跡。推桿的直徑和塑件壁厚差不多，選2m，采用圓柱形長桿結(jié)構(gòu)，長度由模板厚度和塑件的推出距離決定，取125mm。
2）、復(fù)位桿
復(fù)位桿的直徑選12mm，采用圓柱形長桿結(jié)構(gòu)，長度是由模板厚度和塑件的推出距離決定，取125mm。
3） 、推板導(dǎo)柱
推板導(dǎo)柱就是起到給推板固定板、推板導(dǎo)向作用的。
如圖3-1-5所示：
圖3-1-5
4）、推桿固定板
如圖3-1-51所示：
圖3-1-51
尺寸為：315 X 118 X 16材料為45鋼。
3.1.6 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)
當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)面有凹凸形狀時，這時就不能直接開模了，除極少情況下可以強制脫模外，一般都要有側(cè)向滑塊抽芯機構(gòu)。
側(cè)抽芯機構(gòu)分類：
（1） 氣動或液壓側(cè)抽芯機構(gòu)
（2） 機動側(cè)抽芯機構(gòu)
（3） 手動側(cè)抽芯機構(gòu)
側(cè)抽芯機構(gòu)的組成：
（1） 運動元件
（2） 鎖緊元件
（3） 限位元件
（4） 傳動元件
（5） 側(cè)向成型元件
塑件的側(cè)面有Φ10mm的圓孔，因此模具應(yīng)有側(cè)向抽芯機構(gòu)，由于抽出距離為8.3mm，抽出力較小，很容易分離，所以采用斜導(dǎo)柱、滑塊抽芯機構(gòu)，如圖3-1-6所示。斜導(dǎo)柱裝在定模板上，滑塊裝在定模座板上。
圖3-1-6
4.選擇模架
4.1 模架的結(jié)構(gòu)
根據(jù)塑料注塑模中小型模架標準（GB/T12556-2006）：
選擇標準模架就是要完成以下幾個步驟的工作：
第一步選擇標準模架型號；
第二步確定模架的長度和寬度；
第三步確定模架的厚度，并使之與注射機要求的最大、最小模具厚度適應(yīng)；
第四步設(shè)計動定模板和座板。
模架的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。
圖4-1
1)、選擇標準模架型號；
中小型模架國家標準有四種基本型的結(jié)構(gòu)，A1、A2、A3、A4。因為采用整體式型腔和組合式型芯，所以選用A2型標準模架。A2型模架定模、動模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿機構(gòu)，適用于斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯注射成型模具。
2)、動模板的設(shè)計
動模板設(shè)計尺寸為：315 × 200× 20 mm. 材料為45鋼。
3）、定模板設(shè)計
定模板的設(shè)計尺寸為：315 × 192× 60 mm. 材料為45鋼。
4）、定模座板設(shè)計
定模座板設(shè)計尺寸為：250 × 160 × 25 mm. 材料為45鋼。
5）、選擇動模部分和定模部分的內(nèi)六角螺釘
如圖4-2所示：
圖4-2
4.2 模架安裝尺寸校核
我設(shè)計的模具外型尺寸為，長315 mm、寬250 mm、高225 mm，小于注射機拉桿間距和最大模具高度，可以方便地安裝在注射機上。
5. 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計計算
5.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)
見模具裝配圖，型腔主要由定模板、定模鑲件兩部分組成。定模板是塑件的側(cè)壁，定模鑲件成型塑件的頂部，而且側(cè)澆口開在定模鑲件上，這樣使加工方便，有利于型腔的打磨光滑。定模鑲件壞了可以更換，提高了模具的使用壽命，節(jié)約了成本。
5.1.2 型芯結(jié)構(gòu)
見模具裝配圖所示，型芯由動模板上的孔固定。型芯于推件板采用錐面配合，以保證配合緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外，錐面配合可以減少推件板在推件運動時與型芯之間的磨損。型芯中心開有冷卻水孔，用來強制冷卻型芯。
5.1.3 斜導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu)
圖5-1-3
5.1.4 模具合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)
圖5-1-4
5.2 模具成型尺寸設(shè)計計算
5.2.1型芯徑向尺寸
查詢相關(guān)書籍模具最大磨損量，取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差，δz = Δ /3；取x=0.75。
1） Φ36.8+0.26 → Φ36.8+0.26
(Ls1)=[(1+s)Ls1+xΔ]
37.22
2）Φ10+0.52 →Φ10+0.52
=10.45
5.2.2 型芯高度尺寸
查詢相關(guān)書籍模具最大磨損量，取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差，δz = Δ /3；取x=0.5。
1）48.4+1.2 → 48.4+1.2
=(hm1)[(1+s)hs1+xΔ]
=49.29
2）15+0.68 → 15+0.68
=[(1+s)hs2+xΔ]
=15.43
5.2.3 型腔徑向尺寸
模具最大磨損量，取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差，δz = Δ /3；取x=0.75。
1） Φ40+0.26 →Φ40.26-0.26
(Lm1)=[(1+s)L-xΔ]
=40.31
2） R25+0.94 → R25.94-0.94
(Lm2)=[(1+s)Ls2-xΔ]
25.39
5.2.4 型腔深度尺寸
查詢相關(guān)書籍模具最大磨損量，取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差，δz = Δ /3；取x=0.5。
1）50+1.2 → 51.2-1.2
(Hm1)=[(1+s)Hs1-xΔ]
=50.91
2）45+1.2 → 46.2-1.2
(Hm2)=[(1+s)Hs2-xΔ]
=45.88
5.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的計算
注射模具的溫度對塑料生產(chǎn)效率和塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常重要的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有獲得良好的質(zhì)量精度和較高的生產(chǎn)率。
5.3.1 模具加熱系統(tǒng)
當注射成型工藝要求模具溫度達到80度以上時，就必須得有加熱裝置。
通常有三種方式加熱：
1、電熱棒加熱 2、電阻絲直接加熱 3、電熱圈加熱。
目前普遍采用的就是以上的電加熱溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般生產(chǎn)ABS材料塑件的注射模具不需要外加熱。
5.3.2 模具冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)包括用冷卻水擴散、自然對流散發(fā)到空氣中、傳給注塑機、輻射散發(fā)到空氣中模具中的熱量。
常見的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：1、細長型塑件；2，深腔型塑件；3，中等深度的塑件；4，淺型腔扁平塑件。
型腔的冷卻是在定模板（中間板）中間的兩條ф8mm的冷卻水道循環(huán)完成，如圖5-3-2所示。
圖5-3-2 定模板冷卻水道
型芯的冷卻如圖5-3-3所示，在型芯內(nèi)部開有ф14mm的冷卻水孔，冷卻的水道盡量多，截面尺寸盡量大，中間用多層隔水板隔開，冷卻水道至型腔表面的距離盡量相等，冷卻水由支承板上的ф8mm冷卻水孔進入，冷卻水沿著隔水板的一側(cè)上升到型芯的頂部，翻過隔水板，流入另外一邊，再流回支承板上的冷卻水孔。接著繼續(xù)冷卻第二個型芯，最終由支承板上的冷卻水孔流出模具。應(yīng)加強澆口處的冷卻，冷卻水道出入口溫差要小點，型芯與支承板之間用密封圈密封。
圖5-3-3 型芯的冷卻
1—型芯 2—隔水板 3—密封圈 4—動模板（型芯固定板） 5—支承板
6.模具總裝圖以及模具的裝配和試模
6.1 模具總裝圖
圖7-1為模具的總體裝配圖。
圖7-1 模具總裝圖
1—定模座板 2—螺釘 3—螺釘 4—推桿 5—拉料桿 6—復(fù)位桿
7—推桿 8—墊塊 9—推桿固定板 10—墊板 11—凸模 12—凹模 13—螺釘
14—定模板 15—定位圈 16—澆口套 17—螺釘 18—導(dǎo)套 19—導(dǎo)柱 20—彈簧
6.2 模具的安裝試模與養(yǎng)護維修
常用的注塑機主要就分為直角式、分立式、臥式三種，我們最常用的就是臥式。試模是模具制造安裝中的一個重要環(huán)節(jié)，試模過程中的修改和調(diào)整是對于模具設(shè)計不足的改善。不論是正在生產(chǎn)中的模具還是暫不生產(chǎn)的模具，當使用達到6W-12W次的時候，我們都要對其進行定期的保養(yǎng)維護，拆開各個零部件，檢查尺寸，形狀和表面粗糙度還符不符合使用要求，要使得模具保持在最佳狀態(tài)，定期對模具內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力還要檢測，防止出現(xiàn)疲勞的裂紋。
6.2.1 試模前的準備
試模前必須要對模具以及試模用的設(shè)備進行檢測。模具的閉合高度，安裝在注塑機上的各個配合尺寸、頂出方法、開模長度等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各個配合零件的配合間隙合理，無卡殼或過緊的現(xiàn)象?；顒右`活自如、穩(wěn)定可靠，要正確的定位起止位置。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。對于試模各個設(shè)備也要進行全方位的檢查，要對設(shè)備的油路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、機械運動部位、各操縱部件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常工作的狀態(tài)。
6.2.2 模具的安裝和調(diào)試
模具的安裝之前要首先是要清理模板平面、定位孔，然后是處理掉模具安裝面上的毛刺、污物等。
模具安裝在注射機上要注意以下內(nèi)容：
1）模具如果帶有液壓油路接頭、氣路接頭、熱流道元件接線板時，盡可能的安放在非工作面的一側(cè)，以免使得操作起來非常不方便。
2）模具中有側(cè)向滑動、抽芯結(jié)構(gòu)時，使其水平運動最好。
3）模具的安裝方位要滿足設(shè)計圖樣的要求。
4）當模具長度與寬度尺寸相差比較大時，必須盡可能使較長的邊與水平方向相互平行。
模具在注射機上的固定形式一般多采用壓板和相配合的形式，如圖7-2-2所示。一般采用4到8塊壓板壓緊，對稱放置。
圖7-2-2模具固定
1—壓板 2—螺釘 3—模具 4—注射機模板
模具安裝于注塑機上之后，必須先要要進行空循環(huán)調(diào)試。這樣做的目的是檢測注塑模具各個運動機構(gòu)是否靈活、可靠，定位機構(gòu)是否能夠發(fā)揮有效的作用，大家要注意以下事項：
1）脫模時，推桿機構(gòu)推出要平穩(wěn)，保證將塑件和澆注系統(tǒng)凝料推出模具。
2）冷卻水流通要暢通，不發(fā)生漏水現(xiàn)象，閥門一切正常。
3）活動型芯、推出及導(dǎo)向機構(gòu)運動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確、可靠。
4）合模后分型面不能有空隙，要有適當大小的的合模力。
6.2.3 試模過程
模具安裝調(diào)整后即可以進行試模。
1）選擇螺桿及噴嘴； 2）調(diào)節(jié)加料量，確定加料方式； 3）調(diào)節(jié)鎖模系統(tǒng)；（4）調(diào)整頂出裝置與抽芯系統(tǒng)；(5)調(diào)整塑化能力；（6）調(diào)節(jié)注塑力；（7）調(diào)節(jié)成形時間；（8）調(diào)節(jié)模溫及水冷系統(tǒng)；（9）確定操作次序。
6.2.4 檢驗入庫
通過試模實驗可以檢查出模具結(jié)構(gòu)是否合理，哪個地方不合理；所提供的產(chǎn)品是否能夠符合用戶質(zhì)量的要求；模具能否完成大批量生產(chǎn)。如果試模中及時的發(fā)現(xiàn)不當之處，必須對模具進行修改、改正和再試模，最終使模具和生產(chǎn)出的產(chǎn)品滿足質(zhì)量精度等要求，試模合格的模具，入庫之前要進行表面清理，污漬處理干凈，涂抹防銹油交給相關(guān)部門保存。
結(jié)論
通過這次本次畢業(yè)設(shè)計，我才發(fā)現(xiàn)我的毅力變強了，不像以前那么浮躁了，安下心認真的繪圖，我的繪圖水平也提高了，而且對注塑模具的設(shè)計流程有了一個形象的感知和體驗，如果我將來從事塑料模具的開發(fā)，這次的經(jīng)歷對我來說非常寶貴的。
設(shè)計先從二維軟件造型開始，先畫好塑件圖，然后再選取標準模架，再設(shè)計結(jié)構(gòu)畫二維裝配圖，最后再根據(jù)二維圖畫三維圖裝配圖。通過Solidworks體積、質(zhì)量的數(shù)據(jù)估算，以“注射機實際注射量通常為理論注射量的20%至80%”的原理，在經(jīng)過嚴格校核后，選取了XS—ZY/125型螺桿注射機。選取了梯型的分流道，它在現(xiàn)實生活中使用廣泛，而加工也不困難。凸凹模都選取了整體嵌入式。以注射機的模板尺寸和拉桿間距尺寸為依據(jù)，選取了標準模架。導(dǎo)向與復(fù)位機構(gòu)都使用了標準件，這也是從互換性和設(shè)備壽命及其維護為出發(fā)點而考慮的。脫模機構(gòu)，設(shè)計使用推桿，其應(yīng)用廣泛，且所受限制很小，考慮到防護罩上的直徑為10mm的孔，增設(shè)了斜滑塊進行側(cè)向抽芯。冷卻系統(tǒng)方面，在模具中內(nèi)設(shè)記“井”字形的水管道。
畢業(yè)設(shè)計完全從制件的角度，分析了塑件的精度、工藝要求等方面。介紹了注射成型設(shè)備的選擇，模架的選擇，等等。同時也使我對繪圖軟件Solidworks2012和AutoCAD 2007得到了充分的熟練運用，大大提高了設(shè)計的質(zhì)量和效率。
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致謝
彈指一揮間，大學四年已經(jīng)接近了尾聲。仿佛大一新生報道的情形還浮現(xiàn)在我的腦海之中，四年發(fā)生了太多太多的故事。經(jīng)過半個學期的忙碌的工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回首畢業(yè)設(shè)計，這幾個月的每個日子都歷歷在目。作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導(dǎo)，以及同學們的支持，想要快速高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計還是有點難度的。
在這里最要感謝的是尊敬的吳傳彬老師！他平時教書很忙，但是在我這一組做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從到洛陽一拖實習到圖書館借書查閱資料，設(shè)計模具草案的確定和修改，后期論文的修改，二維裝配草圖，編寫動模板（中間板）工藝等過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我設(shè)計的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但是吳老師幫我認真地糾正圖紙中的問題，使我受益匪淺啊。吳老師不僅學術(shù)水平高外，最打動我的是他的孜孜不倦的敬業(yè)精神和治學嚴謹?shù)木瘢钌畹丶詈透腥局?，并將給我今后的學習和工作帶來正能量。
感謝大學四年來所有機設(shè)專業(yè)的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝大學四年給過我?guī)椭乃型瑢W們，同窗之誼，我將終生難忘！
大學即將結(jié)束，新的路途又將開始。十六年的求學生涯結(jié)束了，我們將踏上新的征程，走上工作崗位了，我會更加努力，為了夢想奮斗一生，來報答所有曾經(jīng)支持和幫助過我的人們。
最后還要感謝我的母校的安徽理工大學，四年來是她哺育了我，讓我的人生更加絢麗多彩。
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