模具毕业设计说明书

毕业设计说明书

课题名称： 消毒器旋钮塑料模设计

学生姓名 陈智 学 号 0905053214 所在学院 机械工程学院 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 0932 指导教师 董一嘉 张立朝

起讫时间：2012 年 02 月13 日～ 2012 年 04 月 06 日

浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 摘 要

针对本课题是上海辉伦温州分公司的一副塑料注射模开发课题。其作用是转动消毒器旋钮作用。材料ABS，收缩率为0.5％。未注公差等级取MT5级精度，要求设计一套成型该塑件的注射模具。

在模具设计过程中，采用了UG、AutoCAD等著名的设计、分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参数和缩短了设计时间，提高了设计效率。

塑料注射模主要应用于热塑、固性塑料制品的成型，它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。注射模的基本组成是：成型零部件、浇注系统、导向部分、分型抽芯机构、顶出装置、冷却系统、加热系统等等。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 目 录

摘 要 ......................................................................................................................... I 第1章 绪论 ............................................................................................................... 3

1.1 引言 ............................................................................................................................. 3 1.2 主要任务分析 ........................................................................................................... 3 1.3 分析制件材料使用性能 ........................................................................................ 4 1.4 分析塑料工艺性能 ................................................................................................. 5 1.5 结论 ............................................................................................................................. 6 第2章 结构设计 ....................................................................................................... 7

2.1 分析塑件结构工艺性 ............................................................................................... 8

2.1.1 塑件尺寸精度分析 ............................................................................. 8 2.1.2 塑件表面质量分析 ............................................................................. 8 2.1.3 塑件的结构工艺性分析 ..................................................................... 9 2.2 初步选择注射成型设备 ...................................................................................... 10

2.2.1 依据最大注射量初选设备 ............................................................... 10 2.2.2 计算塑件的体积 ............................................................................. 10 2.2.3 计算塑件的质量 ............................................................................... 10 2.2.4计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量） ............................ 11 2.3 分型面的确定与浇注系统的设计 ...................................................................... 12

2.3.1 确定型腔数目极分布 ....................................................................... 12 2.3.2 选择分型面 ..................................................................................... 12 2.3.3 浇注系统的设计 ............................................................................. 13 2.3.4 设计排气和引气系统设计 ............................................................... 14 2.4 注射模具结构类型及模架的的选用 ................................................................ 15

2.4.1确定模架组合形式 ............................................................................ 15 2.4.2确定型腔侧壁厚度和支承板厚度 .................................................... 15 2.4.3 确定模板厚度 ................................................................................... 16 2.4.4 选择模架类型 ................................................................................... 16 2.4.5 检验所选模架 ................................................................................... 17 2.5 设计注射模具成型零件 ......................................................................................... 18

2.5.1 成型零件结构设计 ........................................................................... 18 2.5.2 成型零件尺寸计算 ........................................................................... 19

第3章 设计注射模具温度调节系统 ....................................................................... 20

3.1 冷却水体积流量 ...................................................................................................... 20 3.2 冷却管到直径的确定 ............................................................................................. 21 第4章 设计注射模推出、抽芯机构 ....................................................................... 22

4.1 推出机构 .................................................................................................................... 22

4.1.1 推出力F计算 ................................................................................... 22 4.1.2 确定推出机构方式 ........................................................................... 22

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 4.1.3 浇注系统凝料脱模 ......................................................................... 23 4.2 侧向抽芯机构 ......................................................................................................... 24

4.2.1 侧向抽芯机构类型选择 ................................................................... 24 4.2.2 斜导柱侧向抽芯机构设计计算 ....................................................... 24 4.2.3 侧向分型与抽芯的结构设计 ........................................................... 25 4.2.4 滑块与导槽设计 ............................................................................... 25

第5章 结论 ............................................................................................................. 28 参 考 文 献 ......................................................................................................... 30 致 谢 ....................................................................................................................... 32

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 第1章 绪论

1.1 引言

随着现代工业的发展，60%～90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械制造工业零件粗加工的75％，精加工的50％都需要通过模具来完成，其中汽车、电器、通信、石化和建筑等行业最为突出。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。

经过近几年的发展，在注塑模具的开发、结构的调整以及企业管理等方面已显示出以下新的发展趋势：

1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。

2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。

本课题的设计旨在培养、提高我们综合应用、独立工作的能力和解决生产中实际问题的能力，通过实际的操作，使我们对模具的设计与制造有更加深入的理解.模具设计中需要通过UG进行三维造型,AutoCAD进行二维总装图及零件图的绘制,从中提高我们的软件应用能力，把我们所设计的模具制造出来，这对于我们这些还没走上工作岗位的应届毕业生来说，无疑是一次锻炼的大好机会，也能检验我们专业知识掌握的扎实程度，对我们的动手能力也有极大的锻炼与提高，这次的毕业设计必定会对我今后从事模具行业起着重要的作用。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 1.2 主要任务分析

针对本课题是上海辉伦温州分公司有限公司的一副塑料注射模开发课题。其作用是连接通信电子设备，起连接作用。材料ABS，收缩率为0.5％。未注公差等级取MT5级精度，要求设计一套成型该塑件的注射模具。

在模具设计过程中，采用了UG、AutoCAD等著名的设计分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参数和缩短了设计时间，提高了设计效率。

塑料注射模主要应用于热塑料制品的成型，用于成型热固塑性塑料制品，它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。

1.3 分析制件材料使用性能

通过相关知识的学习，对苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）塑料的成型工艺性能有一定的了解。查参考资料《塑料成型模具与设备》表2-3及相关塑料模具设计资料可得：

塑料名称 苯乙烯-丁使用性能 综合性能较好，冲击韧度、力学强用途 适于制作一般机械二烯-丙烯腈共度较高，尺寸稳定，耐化学性；电性能良零件、减摩耐磨零件、聚物（ABS） 好；易于成型和机械加工，与372有机玻传动零件和电信结构零璃的熔接性良好，可做双色成型塑料，且件。 表面可镀铬。 ABS塑料的性能指标：密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14

收缩率 % 0.3~0.8 熔 点 ℃ 130~160 热变形温度 45N/cm 65~98 弯曲强度 Mpa 80 拉伸强度 MPa 35~49 拉伸弹性模量 GPa 1.8 弯曲弹性模量 Gpa 1.4 压缩强度 Mpa 18~39 缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20 硬 度 HR R62~86 体积电阻系数 Ωcm 1013

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 击穿电压 Kv.mm-1 15

介电常数 60Hz3.7

ABS的注射成型工艺参数：注塑机类型：螺杆式

喷嘴形式： 通用式

料筒一区 150——170 料筒二区 180——190 料筒三区 200——210 喷嘴温度 180——190 模具温度 50——70 注塑压 60——100 保压 40——60 注塑时间 2——5 保压时间 5——10 冷却时间 5——15 周期 15——30 后处理 红外线烘箱 温度（70） 时间（0.3——1）

1.4 分析塑料工艺性能

查参考资料《塑料成型模具与设备》表2-5及相关塑料模具设计资料可得 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）：1.无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能以及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。2.吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3.流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）4.比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物料性能影响较大，料温过高易分解（分解温度为250℃左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件模温取50～60℃，要求光泽以及耐热型料宜取60～80℃。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180～230℃，注射压力为100～140MPa。螺杆式注射机则取160～220℃、70～100Mpa为宜。

我们将苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）的性能特点归类可得表1.1内容：

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 表1.1 原材料苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）分析

塑苯乙烯-丁线一较机械强度较好，成型性能很好成二烯-丙型结构聚物型材料 小于好的定的有一定的耐磨性。但性 较大 结使用温度 化学稳定性 料品种 构特点 性能特点 成型特点 烯腈共非结晶70℃， （ABS） 化学稳定耐热性较差，吸水性型前原料要干燥 结论

该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料药干燥处理 1.5 结论

综合性能较好，力学强度较高，尺寸稳定，一般精度，外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用ABS材料，产品的使用性能基本能满足要求，该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料要干燥处理。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 第2章 结构设计

通上海辉伦温州分公司，产品是一个消毒器旋钮装置。（如图2-1）是采用塑料成型的，大批量生产，要求一模二件。该塑件的二维图（如图2-2）

图2-1 消毒器旋钮结构示意图

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 技术要求：表面光滑 材料：ABS

生产批量：日产500-1000

图2-2 二维视图

2.1 分析塑件结构工艺性

2.1.1 塑件尺寸精度分析

标注该塑件尺寸精度，未标注公差为MT5

0000?0.2052.0745.5415.996.981.52?0.74?0.64?0.38?0.280塑件外形尺寸：，，，， ?0.28?0.206.072.4300塑件孔尺寸：，。

2.1.2 塑件表面质量分析

本课题是上海辉伦温州分公司的一副塑料注射模开发课题。企业由于塑件

生产批量大，对生产效率较高，在满足生产、结合模具具体的结构要求条件下，要求开发一模二件的模具。显然，表面光泽性和表面粗糙度应根据塑件使用要

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 求确定。

塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点

外，主要是由模具表面粗糙度决定的（一般模具的表面粗糙度比塑件的表面粗糙度高1~2级）。因此，设计塑件时，表面粗糙度应以刚刚能满足使用要求为好，否则会造成模具加工成本的提高。 2.1.3 塑件的结构工艺性分析

1．塑件的形状工艺性

塑件的内外表面形状应易于成型，塑件应尽量避免侧孔、侧凹、或与塑件脱模方向垂直的孔。该塑件外形为方形壳类零件，但有比较多的侧孔，凹孔，所以成型会比较繁琐，型孔，增加设计成本。 2．脱模斜度

由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧包住模具型芯或型腔中突出部分，为了便于塑件从模具中脱出，与脱模方向平行的塑件表面应用足够的脱模斜度。且脱模斜度的大小主要取决于塑料的收缩率、塑件的形状和壁厚以及塑件的部位。ABS塑料塑件脱模斜度参照资料《塑料成型模具与设备》表2-9其凹模脱模斜度取40’~1°20’，型芯脱模斜度取35’~1° 3．塑件壁厚

热塑性塑件的壁厚一般在1~6mm之间，小型件取1.6~2.5mm；大型件取3.2~8mm常用的热塑性塑件壁厚可参考资料《塑料成型模具与设备》表2-10。热塑性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可达0.25mm，但是一般不宜小于0.6~0.9mm，常取2~4mm。常用热塑性塑件的最小壁厚以及推荐壁厚可参考资料《塑料成型模具与设备》表2-10。

该成型塑件壁厚为不均匀，有大有小，但ABS为热塑性塑料可以满足要求。

4．塑件的加强筋

为了区别塑件既有一定的强度和刚性，又不致使塑件截面过厚，可在塑件适当的位置上设置加强筋或增设防止变形结构。 该成型塑件形状简单，尺寸大小一般，有一个小的加强筋。 5．塑件的支撑面

以塑件整个底面做支撑面，一般来说是不合理的，因为塑件稍有变形就会造成底面不平。为了更好的其支撑作用，常采用边框或底脚为支撑面。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 该塑件为方形壳类零件不是用底面做支撑面，所以不需要特别设置支撑面。 6．塑件的圆角

塑件上所以转角应尽可能采用圆弧过渡，以避免形成尖角引起应力集中和降低塑件强度。采用圆弧过渡还能改善熔体在型腔中的流动状态，有利于充满型腔及便于塑件的脱模。参考资料《塑料成型模具与设备》图2-35，R=0.5t

该成型塑件支撑面四角均采用圆弧或者倒角过渡满足要求，表面已经有尖角形状，有特殊要求。成型后要保证其尖角轮廓清晰，成型它的模具工作零件要用特种加工。 7．塑件上孔的设计

孔的位置应尽可能开设在不减弱塑件的机械强度部位；孔与孔之间、孔与壁之间均应有足够的距离（资料《塑料成型模具与设备》表2-12）；孔径与孔的深度之间也有一定的关系（资料《塑料成型模具与设备》表2-13）。 该塑件上没有什么孔只是型芯孔而已。 8．塑件的标记、花纹、符号以及文字

该成型塑件无标记、花纹、符号以及文字的特殊要求，不需要考虑。

2.2 初步选择注射成型设备

2.2.1 依据最大注射量初选设备

通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80％，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20％。 2.2.2 计算塑件的体积

该塑件的体积为7364.32mm3 (根据UG实体分析得到)

2.2.3 计算塑件的质量

计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。塑料密度

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 ??g/cm31.1，所以，塑件的质量为：

M?V??1.1×7.36432≈8.100g

根据塑件形状及尺寸：外形尺寸为45.3369mm×28.17mm×28.17mm，尺寸大，为了提高生产效率，所以此零件选择一模两件。

一次需要注射量(含凝料的质量，初步估算为5g)为21.2g。

2.2.4计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）

V?M??21.2g/1.1g/cm3=19.27cm

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根据注射量，查附录E初选螺杆式注射机选择XS–ZY–125型号，满足注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80％。

设备主参数如表2.2.4-1所示:

表2.2.4-1 注射机主要技术参数

项目 设备参数 额定注射量/cm3 192 螺杆直径/mm 42 注射压力/MPa 1550 注射行程/mm 160 锁模力/KN 最大开合模行程/mm 90 拉杆空间/mm 360X360 300 最大模厚/mm 300 最小模厚/mm 200 喷嘴圆弧半径/mm

10 喷嘴孔直径/mm 4 11

浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 2.3 分型面的确定与浇注系统的设计

2.3.1 确定型腔数目极分布

初选螺杆式注射机选择XS–ZY–125型号，注射机主要技术参数如表2.2.4-1所示。

1、按注射机的最大注射量确定型腔数n1 n1≤

kmmax?mj? (0.8X60-5)/21.2=7.7

mi式中 k——最大注射量的利用系数，一般取0.8；

mmax——注射机的最大注射量，192X1.1=211.2g；

mj——浇注系统及飞边体积或质量，5g； mi——单个塑件的体积或质量，21.2g。 2 按注射机的锁模力大小确定型腔数n2

F0/p?Ajn2≤?( 900000/300000-0.37)/0.897=2.93

A式中 F0——注射机的额定锁模力900KN；

p——塑料熔体对型腔的平均成型压力，p=20000KN/m。 A——单个塑件在模具分型面上的投影面积，897mm ； Aj——浇注系统在模具分型面上的投影面积，370mm 。 可选取一模两件。 2.3.2 选择分型面

该塑件外形光滑，表面质量要求高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，分型面的选择如下：

（1）选塑件大平面作为分型面，如图2.3.2-1所示，采用这种方案，

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2

12

浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 侧向抽芯机构设在动模部分，模具结构也较为简单。所以，选塑件大侧面平面作为分型面较为合适。

图2.3.2-1 分型面的选择

2.3.3 浇注系统的设计 (1) 主流道设计

. 主流道设计成圆锥形，其锥角a=2度~4度，对于流动性差的塑料a取

3度~6度，内壁表面粗糙度值Ra小于0.63~1.25um,主流道进料口端直径应比注射机喷嘴直径d大0.5~1mm,主流道进料口端与喷嘴头部以弧面接触，用弧面接触定位。通常主流道进口端凹下的球面半径R比喷嘴球面半径r大1~2mm，凹下深度约3~5mm，主流道与分流道结合处采用半径R为1~3mm的圆角过渡，以减小料流转向过渡时的阻力。主流道长度不超过60mm (2) 分流道的设计

分流道德形状采用圆形，效率高，分流道德长度尽可能短，长度一般在8~30mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不宜小于8mm. (3) 浇口设计

1）浇口形式的选择

假设方案一：采用直浇口，即中心浇口，位置在塑件的中心。优点是流程短，进料速度快，成型效率好，截面积大，模具结构简单，易于制造，成本较低。缺点是截面积大去除困难，切除浇口后痕迹明显，影

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 像制品美观，易产生气孔、缩孔等缺陷。

假设方案二：采用点浇口、优点是点浇口的位置可根据工艺要求而定，制品外观质量影响较小，浇口截面小，开模浇口可制动拉断。缺点是压力损失大，对塑件的成型不利，模具结构复杂，一般要采用三板式模具。

假设方案三：采用侧浇口，一般开在分型面上塑料熔体从型腔的侧面充模。优点是加工容易，修正方便，可以根据制品的形状灵活的选择浇口位置，对各种成型的适应性强。缺点是浇口痕迹大，会造成熔接痕，缩孔，气孔的缺陷，注射压力损失大，深型腔塑件排气不便。

假设方案四：采用潜伏式浇口，进料部分可通过隧道放在塑件的内表面，侧表面或看不见的肋、柱上。优点是浇口痕迹小，制品表面质量高，没有痕迹，适用于大批量生产的多型腔小零件模具。缺点是推出时需要较强的冲击力，不适应强韧性的塑料。

由于该塑件外观质量要求较高，为了更好的得到塑件，浇口的 位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。 2）进料位置的确定

根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件上部。

3）浇口尺寸的确定

根据侧浇口尺寸要求,依次设计浇口尺寸点浇口直径d=0.8mm；长度

l=1.5mm；内圆锥锥角?1?6?~15?；内圆锥与浇口过渡出R?2mm。依次设计浇口尺寸。

2.3.4 设计排气和引气系统设计

由于该塑件整体较薄，排气量较小。同时，采用侧浇口模具结构，属于小型模具，最后充满的地方位于分型面，因此可利用分型面进行排气，当然推杆与模板的配合间隙也能起到排气的作用。其配合间隙不能超过0.04mm，一般为0.03~0.04 mm。该塑件开模及脱模过程中不会形成真空负压现象。因此不需要设计引气系统。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 2.4 注射模具结构类型及模架的的选用

2.4.1确定模架组合形式

根据前面任务分析，消毒器旋钮件为壳类塑件，一模两腔，采用侧浇口，因此可以选用国标GB/T 12555-2006

中A1～A4单分型面模架，考虑到企业现有加工手段（有大量数控加工设备），采用镶件型芯，镶件型芯底部需要支承板，参考资料塑料成型模具与设备基本型模架的组成、功能及用途，可知A1模架可以满足要求。

A1模架具有以下结构特征：

定模和动模均采用一块模板，无支承板；适用于立式与卧式注射机，用于多种浇口形式模具，可采用斜导柱侧向抽芯成型，其分型面可在开合模面上。 2.4.2确定型腔侧壁厚度和支承板厚度

型腔压力的大小与注射压力、流道结构、塑件结构等因素有关，为了生产出合格的产品，型腔内熔体的平均压力查表6.3 得ABS塑料注射成型型腔平均压力为34.2MPa。

根据设计，该塑件型腔布置，一模两腔左右分布，型腔在分型面上投影尺寸为90mm*28mm，即长度为90mm。根据表7.3确定模板的侧壁厚度经验公式：

S=0.2xl+17=0.2ⅹ45+17=26mm

式中 s——模板的侧壁厚度，26mm；

l——型腔在分型面投影长度。

由于l小于100mm，所以支撑板厚度为（0.12~0.13)l=(3.25~3.3.54)mm 初选取s=30mm。计算型腔模板周界

根据图8.34 所示，整体式模板尺寸可以确定如下: 型腔模板的长度：L=90+2s=150mm 型腔模板的宽度：N=28+2s=88mm

根据上面计算模板周界尺寸，查GB/T12556–2006标准模板的尺寸，将计算出的数据向标准尺寸“靠拢”修整。确定模板周界尺寸为350mm×230mm（如图2-4）。

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图2.4.2-1 模板周界尺寸

2.4.3 确定模板厚度

消毒器旋钮塑件为壳类塑件,塑件高度为28mm，型腔设计在两侧，型腔深度大于30m即可，按照标准尺寸进行修整。 2.4.4 选择模架类型

根据已确定下来的模具周边尺寸，配合模板所需要厚度查GB/T12556–1990标准模板规格：DCI-2335-A60-B70-C80。

模架具体尺寸如图2.4.4-1所示，模具外形尺寸为长L=350mm、宽B=230mm、高H=250mm。

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图2.4.4-1 模架结构

2.4.5 检验所选模架

根据前面分析，消毒器旋钮制件初选XS–ZY–125型号的柱塞式机，设备主要技术参数如表2.2.4-1所示。校核所选模架与注塑机之间的关系，如表2.4.5-1所示。

表2.4.5-1 模架与注塑机之间关系的校核 设备参数 最大开合模行程/mm 最大模厚 /mm 最小模厚 /mm 300 300 200 模架规格 取件所需空间 /mm 模具闭合高度 /mm 30 250 校核结论 适合 适合 结论：选用标准模板规格：DCI-2335-A60-B70-C80可以满足要求。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 2.5 设计注射模具成型零件

2.5.1 成型零件结构设计

接头中间平面作为主要分型面，

整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。

组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。

由于该塑件尺寸最大超过50mm ，且形状复杂，有圆弧过渡。若采用整体式型腔，加工和热处理都较困难。所以采用拼块组合式，在型腔的底部大面积镶拼结构。图2-8所示为型腔镶拼式型腔。考虑模具温度调节，型芯采用镶嵌式结构，如图2-9所示。

图2.5.1-1 型腔板

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 图5-1 二维总装图

图5-2 动模板

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书

图5-3 定模

参 考 文 献

[1]王刚，单岩.MOLDFLOW模具分析应用实例[M].北京：清华大学出版社，2005

[2] 陈立亮.材料加工CAD/CAE/CAM技术基础[M]. 北京：机械工业出版社，2007

[3]黄虹.塑料成型加工与模具[M]. 北京：化学工业出版社，2004 [4]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].第2版.北京：高等教育出版社，2007

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 [5]马文琦，孙红镱.塑料成型模拟软件技术基础与应用[M].北京：中国铁道出版社，2006

[6]王孝培．冲压手册[M]．北京：机械工业出版社，2004.2-17

[7]高锦张．塑性成形工艺与模具设计[M]．北京：机械工业出版社，2001.1-3 [8]张荣清.模具制造工艺[M]. 北京:高等教育出版社,2006.1-3 [9]李大鑫,张秀棉. 模具技术现状与发展趋势综述[J]. 天津大学国家大学科技园,2005.第二期

[10] 赵昌盛．实用模具材料应用手册[M]．北京：机械工业出版社，2005．

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 致 谢

在这次毕业设计即将结束之际,要感谢我们的懂老师，正是由于在他细心的指导和帮助下，我才能在这段时间里成功的完成我的毕业设计。在此不禁感慨万激！

在这次的毕业设计中，学校领导们对本次毕业设计都给予了高度重视，安排动员大会、开展中期检查，学校网站上提供帮助和咨询等，在此万分感激；在这段时间内，系里老师们给我提供了很多帮助，细心的解答设计中出现的难题。而同学们互相帮助，围圈讨论问题的场景，让我体会了本次毕业设计的温暖，在此衷心的感谢本次设计中的老师和同学们；此外，指导老师吴梦陵老师为我们指导工作付出了很多，再次衷心的感谢他！

我认为这次的毕业设计工作对我个人来说是我参加工作前的一次大练兵，我不仅学会了在学习和工作学会多思、多想和多问，而且要有团队合作精神；更重要的是让我对模具知识有了更多全面的了解，并且锻炼了我的工作意志。最后祝愿所有的老师和同学工作顺利，身体健康。谢谢你们

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图2.5.1-2 型芯板

2.5.2 成型零件尺寸计算

该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查有关手册得ABS的收缩率

为

S?S?0.5%~0.7%，故平均收缩率为

Smax?Smin0.5?0.7?100%??100%?0.6%，根据塑件尺寸公差要求，模具的制22造公差取?Z??/4。型腔、型芯主要工作尺寸计算见表2.5.2-1。

表2.5.2-1 型腔、型芯主要工作尺寸计算公式

类别 模具零件名称 塑件尺寸 计算公式 工作尺寸 ?0.18551.830 型腔的计算 52.070?0.74 型腔的计算 45.540?0.64 3??z ??z(LM)0?[(1?S)Ls??]04?0.1645.330 15.990?0.38 ?0.09515.800 19

浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 6.980?0.28 ??z(HM)0?[(1?S)Hs?2??z ?]03?0.076.830 ?0.201.520 1.700?0.05 3 ?[(1?S)ls??]0??z4型芯的计算 型芯的计算 6.07?0.280 (lM)0??z6.320?0.07 ?0.202.430 2.600?0.05 第3章 设计注射模具温度调节系统

3.1 冷却水体积流量

成型ABS塑料的模具平均工作温度为60℃，用常温20℃的水作为模具冷却介质，其出口温度为30℃，每次注射质量m=0.3kg，注射周期60s。

取 ABS 注射成型固化时单位质量放出热量 ?h= 3.5×105J / kg。 冷却水的体积流量计算如下：

V?nm?h60?cp?t1?t2?

3式中 V——所需冷却水的体积，m/min；

m——包括浇注系统在内的每次注入模具的塑料质量，m=0.021kg； n——每小时注射的次数，n=60；

?——冷却水在使用状态下的密度，1000kg/m3；

cp——冷却水的比热容，4187J/(kg·℃)；

t1——冷却水出口温度，30℃；

t2——冷却水入口温度，20℃；

?h——从熔融状态的塑料进入型腔时的温度到塑料冷却脱模温度为

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 止，塑料所放出的热焓量，J/kg， ?h= 3.5×105J / kg。。

代入上式得：

V?nm?h

60?cp?t1?t2?30.011X60X3.5X105??2.6X10?4mmin60X1000X1487X(30?20)

3.2 冷却管到直径的确定

因此，消毒器旋钮注射成型模具冷却系统的冷却水道直径取?8mm

3.3 冷却系统结构

消毒器旋钮注射成型模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。

1． 型芯冷却水道结构。

型芯的冷却如图3.3-2所示，

型芯冷却由型芯板上两条?8mm的冷却水道完成，循回冷却水道完成。

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第4章 设计注射模推出、抽芯机构

4.1 推出机构

4.1.1 推出力F计算

F?pA(?cos??sin?)

式中 p—— 塑料对型芯的单位面积上的包紧力，p=19.6M Pa；

A—— 塑件包容型芯的面积，5035.54 mm2；

?—— 塑料与钢的摩擦系数，取0.2~0.3； ?——脱模斜度，按??1?计算。

代入公式：

F=19.6×5035.54×(0.2cosa-sina)=18275.77N 4.1.2 确定推出机构方式 推出机构方式推杆推出和推件板 选用推杆推出机构结构简单，使用方便。

由于塑件的特殊性，所以选用推杆选用直径为?2mm的直通式推杆，用比较好的耐磨强度足够的材料配做，工作端面为圆形形状。尾部采用台肩固定。推杆的配合形式如图2-12所示。在推杆固定板上的孔应为?4.5mm；推杆台阶

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 部分的直径常为?4mm；推杆固定板上的台阶孔为?5mm。

图4.1.2-1 模具推出机构

图4.1.2-2 推杆形式

4.1.3 浇注系统凝料脱模

该模具结构为一模两件、侧浇口进料，为了将凝料系统拉出，设置如图2-13所示Z型拉料杆，，开模时拉着凝料先点浇口断裂，然后将凝料系统拉向定模一侧.

图4.1.3-1 拉料杆设计

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 4.2 侧向抽芯机构

4.2.1 侧向抽芯机构类型选择

通过对塑件的结构工艺性分析，制件两侧需要侧抽芯，呈对称分布，孔中间无突起，孔深为18mm，所以抽芯距较小，适用于斜导柱侧向抽芯机构。 4.2.2 斜导柱侧向抽芯机构设计计算 抽芯力的计算： 用下列公式进行计算：

Fc?Fycos??f?tan??1?cos?sin?

Fy=pA

式中 Fc—— 抽芯力，单位N；

f—— 塑料与钢的摩擦系数，取0.15~1； Fy—— 因塑件收缩产生对型芯的正压力； A—— 塑件包容侧型芯的面积，1600mm2；

?——脱模斜度，（1°）。

P——塑件收缩对型芯单位面积的正压力，塑件在模内冷却时，p=19.6M P a，在模外冷却时p=3.92Mpa

Fc=19.6MPa×1600×cos1°(1-tan1°)/1-cos1°×sin1°

=403965.5N

抽芯距的确定：

侧向抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大2~3mm，但只要大于深度即可即：

S?S'?(2~3)=16+2=18mm

式中 S—— 抽芯距，mm；

S'—— 塑件上侧型芯最深的深 16mm。

根据需求可取抽芯距S＝18mm。

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 4.2.3 侧向分型与抽芯的结构设计 确定斜导柱的尺寸：

斜导柱的直径取决于抽拔力及其倾斜角度，可按设计资料的有关公式进行计算，本例抽芯力过小，采用经验估值，取斜导柱的直径d＝8mm。斜导柱的长度根据抽芯距、固定端模板的厚度、斜销直径及斜角大小确定（参见图11.5及其相关的斜导柱长度计算公式）。

LZ?L1?L2?L3?L4?L5

?d2hdsmm tg???tg???(10~15）2cos?2sin?式中 d2—— 斜导柱固定部分的大端直径，d2=16mm；

h—— 斜导柱固定板厚度，60mm； s—— 抽芯距，s＝18mm； d——斜导柱直径，10mm；

?—— 斜导柱倾斜角，??20?。

代入公式计算：

1725128LZ?tg20???tg20???(5~10)?(60~65)mm

2cos20?2sin20?初步计算后，取斜导柱长度65mm。

4.2.4 滑块与导槽设计

1.滑块与侧型芯（孔）的连接方式设计要合理规范，不能产生干涉现象 2.滑块的导滑方式

滑块采用导轨导滑，如图（4.2.4-2）滑块的B=27mm C=5mm D=5mm导轨 的尺寸B=27mm C=5mm D1=5.5mm 导轨与滑块的配合部分是H7/f7,配合间隙是0.5mm,导滑部分硬度要求40HRC.

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图4.2.4-2 滑块的导滑方式

3.滑块的导滑长度和定位装置设计

滑块的导滑长度，就是斜导柱的工作长度，依靠弹簧力使滑块留在限位挡块上，使用任何方向的抽芯动作

4.锁紧块设计如图4.2.4-3

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图4.2.4-3 楔紧块

楔紧块的楔角比斜导柱的大（2度~3度）既是25度

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浙江机电职业技术学院毕业设计说明书 第5章 结论

以上设计模具的各种成型零部件，结构零件，经过计算、校核，得出的结果符合模具的设计要求，模具的设计二维总装图（5-1）、 动模板（5-2）、定模板（5-3）所示如下：

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