（数控模具设计)崔会来注塑模具

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1、（数控模具设计）崔会 来注塑模具 吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 题 目： 冷冲压模具设计 系 部： 化工机械系 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具 3101 学生姓名： 崔会来 学 号： 40 指导教师： 关兴举 2013 年 4 月 15 日 吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 毕业论文（设计）任务书 毕业论文（设计）题目：注塑模具设计 题目类型： 工程设计 题目来源： 生产实际题 毕业论文（设计）时间从 ：2013 年 3 月 1 日 至 2013 年 4 月 14 日 A. 前 言 作为工业生产基础工艺装备的模具，在国民经济中占有重要的地 位，模具技术

2、也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 在第十一五规划中指出，模具是工业生产的基础工艺装备，国民 经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模 具工业发展与之相适应。 模具因其生产效率高、产品质量好、材料 消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其他加工制造业所无法比 拟的。从工业产品生产行业看，模具是现代工业，特别是汽车、摩 托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通讯、兵器、家用电器、 五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。据资料统计，利用 模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电 器、仪器仪表等机电产品中占 80%以上；在电脑、电视机、摄像机、 照相机

3、、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占 85%以上； 在电冰箱、洗衣机、 空调、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车、手表等轻工业产品中 占 90%以上；在了弹、枪支等兵器产品中占 95%以上。 我国模具工业在政府十分重视及关怀下，并提出相应的优惠政策 进行模具技术开发，在模具工业中大量采用先进技术和设备，努力 提高模具设计和制造水平，取得显著的经济效益。另外，从资料获 悉，目前，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机 床总产值。模具技术的进步极大地促进了工业产品的生产发展，模 具是“效益放大器” ，用模具生产最终产品的价值将超过自身价格的 几十倍乃至百倍及上千倍。 据各国报导，模具工

4、业在欧美等工业发达国家被称之“点铁成金” 的“磁力工业” ， 如今世界模具工业的发展速度超过了新兴的电子工业，已实现了 模具专业化、标准化和商业化，因而深受赞誉。美国工业界认为“模 具工业是美国工业的基石” ，日本称模具工业为“进入富裕社会的原动 力” ，在德国，被冠之以“金属加工业中的帝王”之称号，而欧盟一些 国家称“模具就是黄金” ，新加坡政府则把模具工业作为“磁力工业” ， 中国模具权威经理称为“模具是印钞机” 。可见模具工业在世界各国经 济发展中具有重要的显著地位。模具技术已成为衡量一个国家产品制 造水平的重要标志之一。 一拟定模具结构形式 B. 确定型腔数量及排列方式 型腔的数量是由

5、厂方给定，为“一出四”即一模四腔，他们已考虑了本产品 的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的 模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式 如下图所示： 图 (1) C. 模具结构形式的确定 由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我 们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构，模具将会 采用三个分模面，三个分型面。 二. 注射机型号的确定 一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分， 小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模 具，

6、厂方提供的注射机型号和规格以及各参数如下： 注射量：95g 锁模力：120T 模板大小：400550 开模距离： 推出形式：推出位置：推出行程： 三. 分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中 的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方 法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合 分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几 项原则： 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4)

7、满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。 其中最重要的是第 5）和第 2） 、第 8）点。为了便于模具加工制造，应尽是 选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用 AA 这样一个平直的分 型面，前模（即定模）做成平的就行了，胶位全部做在后模（即动模） ，大简化了 前模的加工。AA 分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的 BB 和 CC 分型面是行位（即滑块）的分型面。这样选择行位分型面，有利于线切割行 位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留 在后模一边，这样

8、有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从 AA 分型，了 BB 处的行位向左移开，CC 处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模 仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。 图 (2) 四. 浇注系统形式和浇口的设计 A. 主流道设计 1. 主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度 的流动通道。主流道小端尺寸为 3.54mm。 2. 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严， 因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这 边称唧咀） ，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和

9、热处理。唧咀都是标准 件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有 托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有 12，16，20 等几种。由于注射 机的喷嘴半径为 20，所以唧咀的为 R21。 图 (3) 3. 主流道衬套的固定 因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也 是标准件，外径为 120mm，内径 35mm。具体固定形式如下图所示： 图 (4) B. 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流 道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由 主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换

10、以获得平稳流态的过渡段。因此 分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损 失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1. 主分流道的形状及尺寸 主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状 一般为圆形梯形 U 形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性 好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定 其截面尺寸： （式 1） （式 2） 式中B梯形大底边的宽度（mm） m塑件的重量（g） L分流道的长度（mm） H梯形的高度（mm） 梯形的侧面斜角 a 常取 501

11、50，在应用式（式 1）时应注意它的适用范 围，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且计算结果在 3.29.5mm 范围内才合理。 本电动机绝缘胶架的体积为 3221.7324mm3，质量大约 4g，分流道的长 度预计设计成 140mm 长，且有 4 个型腔，所以： 取 B 为 8mm 取 H 为 5mm 梯形小底边宽度取 6mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成 100。另外 由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板） ，分流 道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。 实际加工时实，常用两种截面尺寸的梯形流道，一种大型号，一各小型号。 如下图所示：

12、图 (5) 2. 主分流道长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和 注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长 140mm。 3. 副分流道的设计 副分流道即图（6）中的主分流道以下的两个土字形的流道 副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边 20，其最底部直径为 6mm，水平方向上下两层流道的直径为 4mm，这些都是根据经验取值， 其总长度为 38.15mm。 4. 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体 的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右

13、既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定， 从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的 剪切速率和剪切热。 实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。 （省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打 磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙 度。 ） 5. 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布 置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一 方面流程尽量短、锁模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图：

14、 图 (6) C. 浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系 统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑 件性能和质量的影响很大。 1. 浇口的选用 浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性 浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加 速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另 一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时 充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止 塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分

15、离的作用。 从图(6)中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称 之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其 截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切 速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形 状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于 中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹 存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔 塑件排气不便。 具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图（7）所示。浇口各部分尺寸都 是取的经验值。实际

16、加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为 4 的分流道，再将 材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来 的。 图 (7) 2. 浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修 改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大， 因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还 影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位 置的选择，通常要考虑以下几项原则： 1) 尽量缩短流动距离。 2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3) 必须尽量减少熔接痕。 4) 应有利于型腔中气体排出。 5) 考虑分子定向影响。 6) 避免产生喷射和蠕动。 7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8) 注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原