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桂林航天工業(yè)學校
畢業(yè)設計說明書
系別：機械工程系
專業(yè)：模具設計與制造
班級：模具二班
學號：XXXXXXXXXXXX
姓名：李洲承
指導老師:黎 傳
日期：200X年6月10號
目錄
一．前言--------------------------------2
二．設計任務-----------------------5
三.模具的設計流程-----------------6
四．塑件分析----------------------------7
五．設備選擇----------------------------12
六．工作部分的設計----------------------17
七.成型零件的工作尺寸計算---------------28
八.冷卻及排氣系統(tǒng)設計-------------------31
九.模具與模架之間的安裝-----------------33
十.模具立體圖與分解圖-------------------34
十一．總結------------------------------36
摘要
在現(xiàn)代工業(yè)中，模具工業(yè)已經成為制造業(yè)的基礎，這一觀點隨著全球制造業(yè)向我國轉移的過程中被越來越多的有識之士所意識到。而在模具行業(yè)中塑料模又是其重中之重，此種模具占模具行業(yè)值的50%以上，我國的塑料成型模具設計，制作技術比較晚，整體水平還比較低。目前單型腔、簡單型腔的模具達70%以上，占主導地位。
本論文介紹了讀卡器蓋注射模具的設計過程。從讀卡器蓋的測繪，分型面的確定，型腔數(shù)目和布局的確定，注射機選擇，澆注系統(tǒng)設計，冷卻系統(tǒng)設計，模板及其標準件的選用，脫模機構的設計，成型部件的設計等一一進行了詳細的介紹。
通過本設計，可以對注射模具有一個初步的認識，模架的結構及其動作原理都有了一定的了解。注射模是安裝在注射機上的，因此在設計注射模時應該對注射機的有關技術規(guī)范進行必要的了解，以便設計出符合要求的模具，同時選定合適的注射機型號。
關鍵詞 注射模；模具設計；讀卡器蓋；模架
Abstract
In modern industry, die industry has become the basis of manufacturing,this view as the process of the global manufacturing transfer to China being awared by more and more insightful people. The plastic mould is top priority in the die industry, such mould of the die industry production value over 50 percent. China's plastic mold design, production technology relatively late, the overall level is still relatively low.At present, single-cavity and simple cavity of the mold more than 70 percent, it’s dominated.
This paper introduces the reader cap injection mold design process. From the card reader cover mapping, sub-surface determination, the determination of cavity number and layout of the injection machine selection, gating system design, cooling system design, selection of templates and standard parts, ejection mechanism design, molding parts the design of one by one in detail.
Through this design,I can have a preliminary understanding of the injection mold ,the die carrier’s frame and action principle.Understanding the selected of die carrier and injection machine need through to calculation the various size and check the Strength.
Keywords Plastic injection mould Mould design Reader cover Die carrier
4
桂林航天工業(yè)高等?？茖W校
畢業(yè)設計說明書
系別：機械工程系
專業(yè)：模具設計與制造
班級：模具二班
學號：200503210222
姓名：李洲承
指導老師:黎 傳
日期：2008年6月10號
目錄
一．前言--------------------------------2
二．.畢業(yè)設計任務-----------------------5
三. 模具的設計流程-----------------6
四．塑件分析----------------------------7
五．設備選擇----------------------------12
六．工作部分的設計----------------------17
七.成型零件的工作尺寸計算---------------28
八.冷卻及排氣系統(tǒng)設計-------------------31
九.模具與模架之間的安裝-----------------33
十.模具立體圖與分解圖-------------------34
十一．總結------------------------------36
讀卡器蓋塑件注塑模具設計
一．前言
1. 我國塑料模具現(xiàn)狀分析?
整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。
??? 加入WTO，給塑料模具產業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機會。由于中國塑料模具以中低檔產品為主，產品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產品價格的1/5～1/3，加入WTO后，國外同類產品對國內沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進口，加入WTO后，不僅為高精尖產品的進口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術和管理經驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。
??? 2006年，中國塑料模具總產值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據(jù)海關統(tǒng)計資料，2006年中國共進口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具、為通信及辦公設備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產品居多。由于中國塑料模具價格較低，在國際市場中有較強的競爭力，所以進一步擴大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。
??? 雖然近幾年模具出口增幅大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口，致使模具外貿逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經濟持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產業(yè)的高速發(fā)展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內的確生產不了，只好進口；但也確實有一些模具國內可以生產，也在進口。這與中國現(xiàn)行的關稅政策及項目審批制度有關。二是對模具出口鼓勵不夠。現(xiàn)在模具與其它機電產品一樣，出口退稅率只有13%，而未達17%。
??? 從市場情況來看，塑料模具生產企業(yè)應重點發(fā)展那些技術含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。 近年來，港資、臺資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。
??? 塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢
??? 近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業(yè)設備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造。
??? 經過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的發(fā)展趨勢：
??? （1）在模具的質量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。企業(yè)千方百計提高自己的適應能力、提高技術水準、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具生產周期的有效手段。
??? （2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設計的被動局面。
??? （3）隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉變?yōu)橹饕揽考夹g。這不僅是生產手段的轉變，也是生產方式的轉變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國模具行業(yè)目前已有10多個國家級高新技術企業(yè)，約200個省市級高新技術企業(yè)。與此趨勢相適應，生產模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉變?yōu)榧夹g型人才是必然要求。當然，目前及相當長一段時間內，技藝型人才仍十分重要，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。
??? （4）模具企業(yè)及其模具生產正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術及其它先進制造技術和虛擬網絡技術等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。
??? （5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產高技術含量模具企業(yè)的業(yè)務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應把握這個趨向，不斷提高綜合素質和國際競爭力。
??? （6）發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉移，其表現(xiàn)方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購。中國的模具企業(yè)應抓住機遇，借用并學習國外先進技術，加快自己的發(fā)展步伐。
??? 存在的主要問題
??? 中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，主要存在以下問題。
發(fā)展不平衡，產品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產方式和企業(yè)管理在內的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。
??? （2）工藝裝備落后，組織協(xié)調能力差。雖然部分企業(yè)經過近幾年的技術改造，工藝裝備水平已經比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調能力差，難以整合或調動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。
??? （3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產品的創(chuàng)新。
??? （4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產塑料模具國內市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產發(fā)展一時還難以跟上，供不應求的局面還將持續(xù)一段時間。
??? （5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經營機制已顯得越來越不適應。人才的數(shù)量和素質也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。
“十一五”期間發(fā)展展望
??? 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應予以重視：
一是政府相關政策對促進模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在發(fā)展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應降低國內不能生產的進口精密模具生產設備的關稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進步。
??????? 二是隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。
??? （1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
??? （2）多種材質、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
??? （3）為各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的RP/RT技術將得到快速發(fā)展。
??? （4）模具設計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網絡化方向發(fā)展。
?
??? （5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。
??? （6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產生一些特殊的和更為先進的加工方法。
??? （7）各種模具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
??? （8）逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術將進一步得到發(fā)展。
??? （9）熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。
??? （10）模具標準化程度將不斷提高。
??? （11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結構設計、原材料選用、制造工藝及模具修復和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。
??? “十一五”期間，在科學發(fā)展觀指導下，國內模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。
二．.畢業(yè)設計任務
參考所給電池蓋立體圖（如圖1所示），首先設計該注塑件結構。為滿足大批量自動化生產的需要，為該塑件設計注塑模具?；緝热荩核芗O計、工藝性分析、確定收縮率和分型面、澆道系統(tǒng)設計、冷卻系統(tǒng)、抽芯機構設計、模具結構件設計、零部件加工工藝制訂、注射設備選擇、繪制模具設計圖紙。
圖1 讀卡器蓋立體圖
三.讀卡器蓋模具的設計流程
1.塑件設計，利用軟件UG進行塑件的立體建模，再在軟件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技術要求的標注，并輸出工程圖。
2. 塑件工藝性分析，確定收縮率
3.注塑設備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結合注塑設備的資料確定注塑設備的型號。
4.分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)制件的工藝及結構特點，確定具體的分形面，大致應為制件側面的平分面。
5.模架，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導向部件、推出機構、調溫系統(tǒng)、排氣槽、側抽芯機構等的初步估算，確定使用模架的型號。
6.澆注系統(tǒng)設計，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設計中，包括流道的設計、噴嘴的選擇、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設計。
7. 抽芯機構的設計，根據(jù)電池蓋的結構特點，必須設置抽芯機構便于成型，根據(jù)讀卡器蓋工藝特點，選擇并設計適合的側抽芯機構
8. 頂出和復位機構的設計，根據(jù)電池蓋的結構特點，設計頂出和復位機構。。
9. 成型件（模腔、模芯），確定型腔數(shù)和分型面。對模腔和模芯進行結構設計。計算成型部件的工作尺寸。
10.冷卻系統(tǒng)，溫度調節(jié)對塑件質量、生產效率有很大的影響，還針對型腔與型芯冷卻回路的形式進行設計。
11.完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。
四．塑件分析
1.零件工藝性分析
根據(jù)產品三維模型，分析塑件的工藝性對模具設計的要求。開始設計之前，應根據(jù)塑件的技術圖樣和使用要求對其進行仔細地分析研究，并結合注射成型的工藝程序綜合考慮成型的難易程度，以便能在保證塑件質量和使用要求的前提下盡量選用比較簡單的模具結構，以便減小模具制造難度和降低加工成本。如果塑件的工藝性確實有問題，或者塑件成型需要極為復雜的模具結構，并因此導致模具制造非常困難或經濟上極不利時，則應和塑件設計部門及時協(xié)商解決有關問題。
2.零件材質
俗稱 ：ABS塑料 ；
中文學名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；
英文學名：Acrylonitrile Butadiene Styrene [2] ；
英文簡稱：ABS；
（1） ABS的特性
1.工作壓力高
常溫狀態(tài)下工作壓力可達1.0Mpa。
2.抗沖擊性好
ABS塑料具有良好的機械強度和較高的沖擊韌性。無缺口沖擊強度30Mpa：缺口沖擊強度3MPa。
3.流體阻力小
內壁光滑，轉彎處呈圓弧形，流動摩擦力小，減小液流阻力。
4.化學性能穩(wěn)定
ABS具有耐酸、堿性能。由于化學性能穩(wěn)定．無毒無味，可廣泛應用于食品、飲料、啤 酒等行業(yè)。
5.耐溫范圍廣
使用溫度為-30°～+70°。
6.質輕
ABS程塑料比重為鋼材的1/7，因此減輕結構重量，降低原料消耗。同時，減輕安裝工人勞動強度。
7.安裝簡便，密封性好
安裝多采用承插式連接，使用溶劑型粘合劑粘接密封。施工簡便、效果好、固化速
度快。
8.使用壽命長
本產品在室內使用一般可達三十年以上。
9.價格低
僅為不銹鋼的五分之一左右。
（2） ABS的注塑工藝條件
1.干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為 80～90°C下最少干燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。
2.熔化溫度：210～280°C；建議溫度：245°C。
3.模具溫度：25～70°C（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。
4.注射壓力：500～1000bar。
5.注射速度：中高速度[2]。
3.零件結構分析
（1） 開模方向
由零件的三維圖分析，作為外殼類產品，產品的正面表面質量是比較重要的，該制件的正面有0.5毫米的凹陷用于貼產品標簽，若開模方向選在蓋子的開口處則該凹陷處將用于側抽芯,在產品的正面凹陷處將產生飛邊,影響產品外觀,故開模方向選擇沿零件的Z軸。（如圖3所示）
圖3 開模方向沿零件的Z軸
（2） 收縮率
ABS的收縮率為0.3%～0.8%，在設計本產品時，結合產品的結構工藝特點和材料的特性，在本設計中，零件的收縮率為0.6%。
（3 ）零件壁厚
本產品的最大壁厚為1.5mm,最小壁厚為1.0mm，其中兩側面為1.5mm,其他處為1mm.
（4） 脫模斜度
根據(jù)產品的外型，結合產品的工作條件、工藝特點，為提高產品的生產效率和表面質量，脫模斜度設置為1°。
（5） 分型面
結合零件的使用要求，應保證其外表面的注塑質量，零件的內表面應留在動模側，開模的時候，零件的外表面應與定模分離，所以零件的分型面應設置在沿零件的外表面上，并根據(jù)流道等條件進行設置，具體設定在后文中表述。
（6）圓角
塑件在面與面之間都設計了圓角過渡，這樣不僅可以避免塑件尖角處的應力集中，提高塑件強度，而且可以改善物料的流動狀態(tài)，降低充模阻力，便于充模。
4.零件體積與質量
由材料的性能特點，可以知道ABS的密度為1.05 g/cm3，由Pro/ENGINEER 2001可以算出零件的體積和質量，如圖2-5。則可計算零件的體積為：=1.9885262cm3
零件質量為：=2.0879525g
5.尺寸公差
標注尺寸在繪制圖紙中是非常重要的一步。傳統(tǒng)的模具設計需要計算成型零件的加工尺寸，模具型芯和型腔的加工尺寸可以通過公式計算基本尺寸，S指塑件的平均收縮率。而在使用Pro/E進行模具設計的過程中，塑件已經定義了其收縮率，則不需要通過繁瑣的計算而直接可以標注出成型零部件的基本尺寸。
但尺寸標注還有一個公差的問題，這是無法從軟件自動導出的，需要設計者設定。由于塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定性較差塑料成形塑件的尺寸公差應取得大一些。否則就會出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品，為此，各國對塑料件的尺寸公差制訂了國家標準和行業(yè)標準。中國也曾制訂了部級專業(yè)標準，但大都無相應的模具型腔的尺寸公差。德國國家標準中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標準及相應的模具型腔尺寸公差的DIN16749標準。此標準在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考。由于本人沒能收集到這個標準，則就按照慣例考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取，Δ指塑件的尺寸公差[5]。
塑件大致的尺寸（長×寬×高）為22×20×11（mm）。大多數(shù)尺寸的公差為。由于精度比較高，建模時就應該沿減料方向適當加大基本尺寸或者增加脫模斜度以便試模后可以修改達到合乎要求的尺寸精度。
五．設備選擇
1.型腔數(shù)目分析
根據(jù)零件的質量，體積、表面積，工藝性等數(shù)據(jù)，同時考慮生產成本和生產效率，零件的成型方案應選擇一模兩腔， 兩腔之間的間隔為20mm，如圖5所示
圖5 型腔布局示意圖
2.澆口的選擇
澆口位置的選擇應使的填充性能、填充時間和填充質量都是在允許的范圍內，可以達到設計要求，所以澆口位置如6 圖所示。
圖6澆口位置
澆注形式采用冷流道，澆口為矩形側澆口，分流道為U型，主流道為圓錐形。
3.注塑機
注塑機的選擇是根據(jù)塑料制品的體積或質量等參數(shù)來確定的。因此，在選擇注塑機之前要對型腔內塑料的體積和質量進行估算。由前面塑件分析已知單個塑件體積：=1.31cm3，質量=1.35g。則=2×≈2.62 cm3，=2×≈2.7 g
（1）注塑機的選擇
查《塑料模具設計指導》教材表13.1，初選取型號為SZ-60/450的注塑機，參數(shù)如表3-2所示。
表3-2：注塑機XS-ZY-125的參數(shù)
注塑機最大注塑量：78cm3
噴嘴球半徑:20mm
注塑壓力125`MPa
最小模厚：200mm
最大開距：220mm
注塑機定位孔直徑：Φ55mm
噴涂前端孔徑：Φ4mm
鎖模力：450KN
（2）最大注塑量校核
由于以容量計算時 ≤0.8 （1）式中：—注射機最大注射容量 cm3；
—成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3；
0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。
∴≥/0.8=4/0.8=5cm3
以質量計算時 ≤0.8 （2）式中:
—注射機最大注射質量 g；
—成型塑件與澆注系統(tǒng)質量總和g；
0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。
∴≥/0.8=4.2/0.8=5.25g
注塑機符合要求。
（3）合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核
合模力的大小必須滿足下式 Fs≥Fz=P（nAx +Aj）= PA （3）
式中：
A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；
Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積；
Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；
Fz—脹模力；
Fs—合模力；
P—模腔壓力 取35MPa。
通過使用UG軟件計算面功能自動得出 A=1920mm2
由于 Fs≥35×1920 mm2 =67.2KN
注塑機符合要求。
4.模架型式及規(guī)格
（1）模架概述
模具設計主要是形成產品外形的凹、凸模零件以及開模和脫模方式的設計，模具上的大部分零部件可以直接選購由專門廠家生產的標準件，尤其是模架的直接選購，大大節(jié)約了模具制造時間和費用?，F(xiàn)在，廠家設計制造出一套中等復雜程度的注塑模具，10天左右的時間即可完成。
模具標準件在不同的國家和地區(qū)有小小的差別，主要是在品種和名稱上有區(qū)別，但所具有的結構基本上是一樣的。這次設計的模具標準是流行于廣東珠江三角洲地區(qū)的港臺標準，與國家的標準結構基本上是一樣的，在型號命名及品種分類上有些不同。
（2）模架的分類
按進料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，
小水口模架指進料口采用點澆口模具（三板式）所選用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四種型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八種型式，其中以D字母開頭的四種型號適用于自動斷澆口模具的模架[3]。
（3）模架的選擇
模具的設計采用側澆口，冷流道，所以選擇龍記公司的模架庫。而模架的大小是由模芯的大小來確定的，模芯的布置如圖3-18所示，模芯的大小是50×40mm，根據(jù)經驗數(shù)據(jù)和模架庫的選擇，再加上抽芯機構的擺放位置，選取模架大小為180×250mm，型號為3350的模架。為了配合注塑機使用大多數(shù)采用工字模，所以模架的型式采用AI型如圖5所示。
圖5 AI型工字模
根據(jù)經驗數(shù)據(jù)和模架庫數(shù)據(jù)，選擇A板為30mm，B板為30mm，其它部件按龍記AI型工字模默認大小
（4）模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核
1.模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適
模具的長×寬為250mm×180mm
2.模具閉合高度校核
模具實際高度 H模=190mm ；
3.開模行程校核
注塑機的開模行程應滿足下式：
S機-（H模-H最?。? H1＋H2＋（5～10）mm （4）
即S機- (H模-H最小) >H1＋H2＋（5～10）＝42+10=52mm
式中：H1——推出距離，單位mm；
H2——包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，單位mm；
S機——注塑機最大開模行程。
注塑機符合要求。
六．工作部分的設計
1.分型面的設計
（1）分型面的設計原則
分型面設計應遵循以下原則：
1.分型面的方向盡量采用與注塑機開模方向垂直的方向；
2.分型面一般開設在產品的最大截面處；
3.盡量使塑件留在動模一側；
4.有利于保證塑件的尺寸精度和外觀質量等；
5.有利于成型零件的加工與制造。
（2）分型面的設計
分析零件特點后，發(fā)現(xiàn)零件的外表面有比較高的精度要求，且經過模流分析，模具澆注是使用側澆口，所以決定分型面沿零件的外表面，但是，在分析零件特征時發(fā)現(xiàn)，零件還有兩處有倒扣，所以必須設置分型機構，所以要設置多個分型面。主分型面如圖7所示。
圖7 主分型面
因為本模具還必須設有抽芯機構，所以還必須有抽芯機構的分型面，如圖8
圖8抽芯分型面
2.模具尺寸選定
已經對模架進行了選擇，其中模芯的長和寬都已經確定為50mm×40mm，型腔布局為兩產品對置，且A板為30mm，B板為30mm，所以，模具的高度為A板與B板高度之和，應為60mm。確定模具尺寸結構如下圖:
3.分模
直接與塑料接觸構成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構成塑件外形的成型零件成為凹模，構成塑件內部形狀的成型零件成為凸模。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。利用軟件UG中的分模功能，選擇已經創(chuàng)建的分型面，自動分模，分模后，如圖9所示。其中圖10為型腔，圖11為型芯。
圖9開模圖
圖10型腔立體圖
圖11型芯立體圖
4.澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響， 故設計時要使型腔布置和澆口開始部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現(xiàn)象，而澆口的位置也要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不影響塑件的外觀。概括說來，需要注意以下問題[1]：
1.適應塑料的工藝性；
2.流程要短；
3.排氣良好；
4.避免料流直沖型芯或嵌件；
5.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應盡量??；
6.澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱；
7.修整方便，保證制品外觀質量；
8.防止塑件變形。
（1）主流道和分流道的設計
主流道和分流道的尺寸，其中主流道長55mm，為圓錐形狀，開始直徑為R=4.5mm，角度為3度。分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比值稱為比表面積），塑料的溫度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，在此選用最常用的U型截面分流道。分流道的布置選用左右平衡的一模兩腔。其中分流道和澆口都開在定模中，這樣就可以簡化設計過程，降低設計成本。澆口套，長度為55mm（如圖12所示）。分流道如圖(12-1)所示
圖12澆口套
圖12-1分流道
（2）澆口設計
澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道，其截面積約為分流道的0.03～0.09，長度約為0.5mm～2mm。澆口形式有直澆口、側澆口、點澆口和潛伏性澆口等，由于側澆口易于去處且去除后痕跡較小,故該塑件的澆口類型采用矩形側澆口，開設在塑件的頂部,其中設計的澆口寬B=1mm，高H=1mm，長L=2mm，如圖13所示。
圖13澆口
5．頂出機構
這套模具采用兩頂桿頂在制件正面的凹陷處，由于該凹陷處在塑件成型后要貼上產品標簽,故頂出痕不影響其外觀,其結構如圖14所示。
圖14頂桿分布圖
6.復位機構設置
頂針頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一循環(huán)的工作。本套模具采用裝在復位桿上的彈簧完成復位,如圖16所示。
圖16復位機構
7.抽芯機構
1.該模具采用斜銷抽芯, 斜銷是作用于側抽芯滑塊，迫使其在動模板的導滑槽內向外滑動，直至滑塊與塑件完全脫開，完成外側抽芯動作。
斜銷有抗彎截面系數(shù)比較大，還有可以延時抽芯,因其截面是近似矩形,故能承受比斜導柱更大的力,并可以把傾斜角做的更大,常用于抽芯距離大且需抽拔力大的情況。抽芯與模具結構如圖18所示。
圖17抽芯機構立體圖
圖18抽芯與模具裝配圖
七.成型零件的工作尺寸計算
1.影響尺寸精度的因素
成型零件工作尺寸是成型零件上直接用來構成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之間的位置尺寸等。在模具設計中，應根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件精度的因素相當復雜，這些影響因素應作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。影響尺寸精度的主要因素如下：
（1）塑件收縮率的影響
塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚和模具結構，成型的工藝條件等因素有關。收縮率的偏差和波動，都會引起塑件尺寸誤差，其尺寸變化值為：
(4-1)
式中：——塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；
——塑料的最大收縮率；
——塑料的最小收縮率；
——塑件的基本尺寸。
按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應小于塑件公差的。
（2）模具成型零件的制造誤差
模具成型零件的制造誤差也是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。實踐表明，成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值是可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT6～IT7級作為模具制造公差。
（3）模具成型零件的磨損
模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時與塑件的摩擦、成型過程中可能產生的腐蝕性氣體的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化，為簡化計算起見，凡有脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應考慮磨損。
（4）模具安裝配合的誤差
模具成型零件裝配誤差已經在成型過程中成型零件配合間隙的變化，都會引起塑件尺寸的變化。
綜上所述，塑件在成型過程產生的最大尺寸誤差應該是上述各種誤差的總和。即：
(4-2)
式中 ——塑件的成型誤差；
——模具成型零件制造誤差；
——模具成型零件在使用中的最大磨損量；
——塑料收縮率波動引起的塑件尺寸誤差；
——模具成型零件因配合間隙變化而引起塑件尺寸的誤差；
——因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差。
由此可見，影響因素多，累積誤差較大，所以我們在設計時應使累積誤差不超過塑件規(guī)定的公差值，即：
(4-3)
式中，為塑件公差。
因此，生產塑件時，模具的制造公差和成型零件的磨損，是影響塑件尺寸精度的主要因素，所以 ，應提高模具精度等級和減少磨損。
計算模具成型零件最基本的公式為：
(4-4)
式中 a——模具成型零件在常溫下的實際尺寸；
b——塑件在常溫下的實際尺寸；
s——塑料的計算收縮率；
2.型腔工作尺寸的計算
由于生產中要考慮諸多因素，所以模具成型零件工作尺寸的計算公式就有不同的形式，設計中采用常用的按平均收縮率、平均磨損量和模具的平均制造公差為基準的計算方法，塑料的平均收縮率為：
(4-5)
式中 S ——塑料的平均收縮率；
——塑料的最大收縮率；
——塑料的最小收縮率；
經查表可得ABS的=0.8%，=0.2%，于是可得：
在以下的計算中，塑料的收縮率平均收縮率。塑件精度為4級，塑件外型最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值，與之對應的模具型腔最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，塑件內形最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，與之相對應的模具型芯最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值。在以下計算中均采用平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算方法。模具制造公
差取z=Δ/4，平均磨損量取Δ/6。
（1） 型腔徑向尺寸的計算
塑件上與型芯徑向有關的尺寸有：4mm，11.5mm ；（僅舉例說明）
對于中小型塑件適用于式子4-6，本塑件屬中小型產品，因此可以通過該式子計算出型腔的徑向尺寸，式4-6如下所示：
（4-6）
式中 ——型腔徑向尺寸(mm）；
——塑件外型徑向尺寸基本尺寸的最大尺寸（mm）；
S——平均收縮率；
△ ——塑件公差(mm)；
——模具制造公差，可取IT7或IT8級,或按制件公差的1/4~1/3計算.這里按IT8級計算
（2）型腔深度尺寸的計算
塑件上與型腔深度有關的尺寸有：2.5、4.5；（僅舉例說明）
對于中小型塑件適用于式子4-7，本塑件屬中小型產品，因此可以通過該式子計算出型腔的徑向尺寸，式4-7如下所示：
（4-7）
式中 ——型腔深度尺寸(mm）；
——塑件外型高度尺寸基本尺寸的最大尺寸（mm）；
S ——平均收縮率；
△ ——塑件公差(mm)；
——模具制造公差，可?。?/3～1/4）△。在此取=1/4△
計算完成后再按IT7來進行修正
（3） 模具型腔側壁和底板厚度的計算
在塑料注射的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的強度和剛度?？偟膩碚f，型腔所承受的力大體有如下幾種：
① 合模時的壓應力；
② 注射過程中塑料流動的注射壓力；
③ 澆口封口前一瞬間的保壓壓力；
④ 開模時的拉應力。
但型腔所受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。在這些壓力的作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度，并產生溢料飛邊。當塑料冷卻收縮時，隨著壓力的下降，型腔將會彈性回復，當型腔的彈性變形恢復量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔強度不足時，會產生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都要有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中不產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。
在本設計中，塑件的尺寸較小，型腔板的厚度完全足夠，所以型腔板的厚度不用校核。
八.冷卻及排氣系統(tǒng)設計
1.排氣系統(tǒng)的設計
利用型芯、頂桿、鑲拼件等的間隙排氣，不需要另外設計排氣系統(tǒng)。
2.冷卻裝置設計
為了縮短成型周期，需要對模具進行冷卻，常用水對模具進行冷卻，即在注塑完后通循
環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內，以便迅速使模具冷卻。設計原則：
1.冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可能大；
2.冷卻水孔至型腔表面的距離應盡可能相等；
3.澆口處要加強冷卻；
4.冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；
5.冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處；
6.進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的背面。
根據(jù)以上原則設計出模具的水流道，如圖19紅色輪廓線所示。
圖19冷卻水道示意圖
九.模仁與模架之間的安裝
在本設計中，模芯與模架之間的固定方式為階梯式固定，采用這種固定方式，可以簡化A板、B板的加工工藝，而且便于安裝，同時也簡化了冷卻水道的設計時間和難度
圖20模具與模架的固定
十.模具立體圖與分解圖
模具立體圖如圖21所示，模具爆炸圖如圖22所示。
圖21模具立體圖
十一．設計總結
通過本次畢業(yè)設計收益匪淺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1．培養(yǎng)我綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能、提高分析解決實際問題的能力。
2．接受模具設計工程師必須的綜合訓練，提高實際工作能力。如調查研究、查閱文獻和收集資料并進行分析的能力；制訂設計或試驗方案的能力；設計、計算和繪圖能力；總結提高撰寫論文的能力。
3．檢驗我綜合素質與實踐能力，是畢業(yè)的重要依據(jù)。
心得體會：我已踏入工作崗位?；叵肴甑拇髮W生涯，可謂艱辛，但收獲是豐盛的。在這三年中，我掌握了許多模具設計與制造方面的知識，通過這次畢業(yè)設計充分的發(fā)揮出來。我也從中認識到自己的不足，彌補了缺乏的知識面，使專業(yè)知識得到升華。這次畢業(yè)設計的零件雖然不算復雜，但我覺得是比較有特色的。通過本設計，對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，掌握了模具結構及工作原理。使自己的所學的知識得以綜合運用。通過對UG和AutoCAD的學習，從而有效的提高工作效率。模具設計中考慮很多因素，除考慮它的出模、分型面，還需考慮它成型的質量，表面光潔度等。更重要的是考慮它的制造難度和加工成本。所以設計認真分析塑料制品的結構，尋求最佳的設計方案。應用模具設計的UG、工程圖設計的AutoCAD、文字處理排版Word等軟件更加得心應手。遺憾沒有能用UG把整個模具的三維結構畫出來，主要還二維為主從而二維缺乏直觀難免有不當和錯誤之處！
在日后的工作學習中我定會不畏艱辛地深造和不斷地積累經驗，爭取早日在模具行業(yè)中出人頭地。
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致謝
在此感謝我的指導老師——黎傳老師能在百忙中給我非常大的指導,感謝各位老師培養(yǎng),使我對模具產生了強烈的興趣，是他們加深了我對模具的認識，培養(yǎng)了我獨立思考題、解決問題的能力。非常感謝！
Design of Injection Mould
Basing on the actual plastic products in the manufacturing company, the designer makes use of the actual model to measure the product, creates a model for the actual product and designs the plastic mould, including the design of plastic finished product, analysis and account of craft parameter, the design of work piece, mould structure and the processing project. The designer focuses on the design and account work of parting-surface and slide. UnigraphicsNX4.0 is applied to the whole design. This work makes the designer know more about the skills of mould design and deepen the knowledge he studied in the University. In the whole process, the designer realizes a non-paper work which is beneficial to the efficiency of mould and decreases the cost. It shortens the procreative period dramatically.
Die industrial products is an important process for production equipment, it is its own special shape to a certain way so that raw materials forming (forming). Modern production, processing die because of their high efficiency and interchangeability, and save raw materials, so be widely used.
?? By forming the target and means to points, mold can generally be divided into three categories: sheet metal forming mold, such as cold-stamping, metal forming die size, such as forging die, powder metallurgy Die, die-casting mould, and so on; non-metallic materials Die , Such as plastic mould and die glass, ceramics, and so die. Which is the largest use of stamping and plastic mould feel about mold about 80 percent of the total.
?? Die technology has become of a country's level of manufacturing one of the important symbols. Die technology can promote the development of industrial products and improving the quality of and access to great economic benefits, mold is "efficiency amplifier," Die with the value of products is often several times the value of mold, on a hundredfold. U.S. industrial sector thinks that "die industry is the cornerstone of American industry", Japan to die as "the driving force into an affluent society."
?? Mould industry in China has become a national economic development one of the important basic industries, pillar industries of the national economy such as machinery, electronics, automotive, petrochemical and construction industries all require the development of mold with suitable, we need a lot die, In particular the automotive, electrical, electronics, home appliances and communications products 60 percent and 80 percent of all cases must rely on forming mold. China's petrochemical industry production year over 500 million tons of polyethylene, polypropylene and other synthetic resin, a large part of the need plastic mold forming, make products for the production and the life of the consumer. The construction industry with the production floor tiles, wall tile and sanitary ware, requires a large amount of pottery molds. Production of plastic pipe and steel doors and windows, also requires a large amount of plastic mold forming.
??
One thermosetting plastics molding the past have adopted methods such as plastic pressure, its long cycle technology, low productivity, labour-intensive, therefore, the most recent decades, many countries have successfully thermosetting plastics injection molding process. China has successfully used in the production, and gradually expand its scope of application. Thermosetting plastic injection