化妆盒外壳塑件模具设计【任务书+UG+CAD+说明书+模流】.rar

毕业设计（论文）任务书（2023 -2024 学年）课题名称化妆盒外壳塑件模具设计学生姓名刘远专业机械设计制造及其自动化学号2020405233指导教师张园任务书下达时间2023.11.4课题概述：塑件广泛应用于工业和民用领域，塑料成型工艺方法中，注塑模是应用最广泛的一类塑料成型模具。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多。本课题通过对塑件成型过程的数值模拟，研究成型现象，有助于理解各种成型现象及成型过程，为制定优化方案奠定基础。培养学生综合应用所学的流体力学、模具设计、计算机及应用软件的有关知识，解决工程设计中计算机辅助分析问题的能力。本课题所要研究内容主要有：1熟悉建模软件如 Solidworks，塑件的建模；2.对其进行工艺分析和设计计算；3.进行该零件的模具结构设计和建模仿真.要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：1 多向抽芯汽车空调出风口壳体注塑模具设计J.闫竹辉;刘斌.工程塑料应用,2020(08)2 基于 Moldflow 的汽车控制面板旋钮开关注塑模具设计J.邵良臣;王悦;张鹏玉;韩善灵.塑料工业,2019(05)3 汽车活动接触座注塑件镶拼式侧抽芯注塑模具设计J.梅益;鄢天灿;李亚勇;吴巧;甘盛霖;杨幸雨.工程塑料应用,2019(05)4 汽车中央扶手主壳脱模机构及热流道注塑模具设计J.赵战锋.工程塑料应用,2019(01)5 基于 CAE 分析的汽车后视镜三角座注塑模具设计J.程美.工程塑料应用,2019(01)6 汽车前门饰框大型薄壁塑件热流道注射模设计J.戚春晓.塑料,2017(06)7 CAD/CAM 在模具设计与加工中的关键技术J.狄远德;徐家连.西安科技大学学报,2014(01)8 大型汽车薄壁内轮罩注射模设计J.贾宇霖;段志平;黄铁平.模具工业,20229 Science;Studies from State Key Laboratory of Materials Processing and Die&Mould Technology Yield New Data on Science(In Situ Reaction Induced Core-Shell Structure to Ultralow klat and High Thermoelectric Performance of SnTe)J.Science Letter.设计（论文）成果要求：1、译 文：4-6 页 3000 汉字2、开题报告：7-9 页 2500 汉字3、说 明 书：40-50 页 12000 字4、图 纸：不少于 5 张5、其 它：其它要求：1、方案可行，参数选择合理，结果正确；2、论文结构完整、各章节安排合理，逻辑性强；3、文字通顺、简洁、表达清晰；4、格式达到规范要求。要求完成的内容及质量及起止日期进度及要求1、2023 年 11 月 03 日前 指导老师与毕业生见面，下达任务书2、2023 年 11 月 30 日前 学生提交外文翻译和开题报告3、2023 年 12 月 31 日前 初步完成软件、理论知识学习，为初稿准备4、2024 年 3 月 15 日前 学生提交毕业设计（论文）初稿5、2024 年 3 月 31 日前 学生提交毕业设计（论文）成果，打印装订最终版本（包括纸质文本和电子文档）交各指导老师6、2024 年 4 月 5 日左右 各答辩小组学生逐个进行公开答辩专业审核意见 （专业负责人）单位审核意见 （学（系）部负责人）三峡大学科技学院毕业设计（论文）题目 化装盒外壳塑件模具设计 学生姓名 刘远 学号 2020405233 专业 机械设计制造及其自动化 班级 20204052 指导教师 张园 评阅教师 完成日期 2024 年 3 月 26 日 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在_年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：年 月 日 导师签名：年 月 日 目 录目 录1 前言.51.1 塑料成型模具的发展现状与趋势.51.2 选题的意义与要求.72 成型工艺分析.82.1 产品结构分析.82.2 材料成型工艺性分析.92.3 设计方案确定.10第 3 章 注射机的选择和成型工艺参数的确定.113.1 塑件的体积和重量.113.2 浇注系统凝料的估算.113.3 注射机的选用及其技术参数.123.4 成型工艺参数.13第 4 章 模具结构设计.144.1 选择分型面.144.2 浇注系统的设计.154.2.1 主流道设计.154.2.2 分流道设计.154.2.3 浇口选择.164.3 注塑成型结构的设计.174.3.1 型腔、型芯的设计.174.3.2 型腔尺寸的计算.174.3.3 型芯尺寸的计算.194.4 支承零部件设计.204.4.1 固定板设计.204.4.2 动模座板和定模座板设计.214.5 导向机构的设计.234.6 推出机构的设计.234.7 脱模力计算.244.8 模具侧向分型与抽芯机构设计.254.9 冷却系统与排气系统的设计.274.9.1 冷却水路的设计.274.9.2 冷却水路的计算.284.9.3 排气系统的设计.294.10 模架的选择.29第 5 章 注射机参数校核.315.1 校核注射压力.315.2 校核锁模力.315.3 校核注射量.325.4 注塑模具安装尺寸校核.325.5 校核开模行程.33模具装配图.34结 论.35参考文献.37致 谢.393化妆盒外壳注塑模具设计 学 生：刘远指导老师：张园 三峡大学科技学院摘要：摘要：本设计为一种化妆盒外壳的设计。通过对化妆盒外壳的使用要求和技术要求分析，结合各种塑料的材料性能，在保证化妆盒外壳功能和性能下，综合考虑其加工生产和成本等，选用 ABS 为注塑原料。本化妆盒外壳设计应用侧浇口注塑成型。本塑件在两个面上有空孔，故需要在两个方向上进行侧抽芯，在模具中总共设置了 8 个侧抽芯。本设计选用的型腔数目和排布为一模两腔，能有效减少浇注系统凝料，脱出废料采用 Z 形拉料杆。在四个型腔中一共设置了 20 个推杆来推出脱模。冷却水布置在动模和定模上，有两个进水口和两个出水口。关键词：化妆盒外壳；注射成型工艺；一模四腔；侧浇口Abstract：This design is for the outer shell of a cosmetic case.By analyzing the usage and technical requirements of the cosmetic case shell,and considering the material properties of various plastics,while ensuring the functionality and performance of the cosmetic case shell,factors such as processing,production,and cost are comprehensively considered,and ABS is selected as the injection molding material.This cosmetic case shell design employs side-gated injection molding.There are voids on two faces of this plastic part,hence requiring side cores to be pulled in two directions,with a total of 8 side cores set in the mold.The number and layout of cavities selected for this design are one mold with two cavities,which effectively reduces the solidification of the gating system.The waste material ejection employs a Z-shaped ejector rod.There are a total of 20 push rods set in the four cavities to push out the molds.Cooling water is arranged on the moving and stationary molds,with two inlet and two outlet ports.Key words:Rectangular plug board cover,injection molding process,one mold 4four cavities,side gate51 前言1 前言1.1 塑料成型模具的发展现状与趋势1.1 塑料成型模具的发展现状与趋势在我们的日常生活中，塑料产品已经变得至关重要。从最初的农舍到现在的汽车零部件，几乎所有的电子产品都是通过使用各种塑料制成的。除了常见的如木材、石材、陶瓷、玻璃和金属等材料外，塑料在日常生活中的占比也在持续上升。塑料产品可以被广泛地应用于汽车、家具、家电以及其他领域当中。如今，全球塑料生产领域正经历着迅猛的增长，各种塑料制品已经深入到我们日常生活的各个方面1。为了达到塑料产品大规模制造的目标，使用注塑模具变得尤其重要。因此，对于注塑模具的研究就显得尤为重要了。塑料工程融合了高分子材料和机械工程的知识，除了需要深入掌握塑料材料的成型技术外，还必须对机械制造的工艺学和设计学科有深入的了解，这样才能满足注塑模具制造的实际需求2。注塑模有能力生产出具有不同颜色和性能的塑料产品。在现代工业中，随着科技水平不断提高以及人们环保意识日益增强，许多国家都将塑料作为一种新材料广泛应用于各种生产领域。这批注塑制品不仅重量轻盈、具有优良的绝缘特性和成本效益，还拥有可循环利用和再次使用的特点，逐步取代了某些特定的金属或特殊材料，从而降低了地球对不可再生资源的依赖程度。随着全球环境问题不断恶化，人们更加关注绿色环保这一话题，也使得人们在追求生产效益的同时更加注重环境保护，这就为注塑模具提供了巨大的市场空间。因此，注塑模具受到了越来越多人的关注，并被纳入相关研究，旨在推动我国经济与社会的持续、健康和快速增长。本文主要从塑料模具的分类出发，阐述了国内外注塑模具行业现状及其发展趋势。注塑模具与注塑制品已经开始崭露锋芒，它们已经变成了工业制品中不可分割的关键部分3。目前，在许多发达国家都有专门针对不同行业的注塑机制造商，他们生产的各种型号、规格的注塑件已被广泛应用于各行各业中。伴随着材料的优化和注塑模具生产技术的持续进步，这些领域已逐渐成为工业增长的最有前景的路径。同时，注塑模具在整个制造业中所占比重越来越重。模具的制造能力和其未来的发展前景，已逐渐成为评估一个国家工业实力高低的核心标准。同时，由于塑料产品具有质量轻、体积小、便于携带和运输以及易于回收利用等特点，其应用领域越来越广，因此，对于注塑模具和注塑制品的需求也就越大。注塑模具在塑料制品加工领域是关键的工具之一，它在整个工业生产流程中起到了至关重要的角色。特别是在当今社会，模具的使用已经变得更为普遍，几乎触及了所有行业和领域。因此，如何提高注塑模具在市场中的竞争力成为了相关企业重点研究的课题。注塑模具不仅为我们的日常生活提供了必要的支持，例如盆、碗、勺子和玩具等，而且在生产领域也提供了关键的技术支持，例如家6用电器、电子设备、仪器和仪表、通讯技术、航空航天等。随着全球工业的飞速发展，人们对于塑料的需求越来越多，因此，塑料产品的产量也不断增加。在这些产品中，很多关键的塑料制品的产量占据了整体产品的 30-50%。因此，可以说注塑模具是一种典型的工业产品，它直接决定着一个国家制造业水平和国民经济水平。因此，注塑模具在一个国家的经济增长中扮演着至关重要的角色4。随着科学技术的不断进步，人们对注塑制品提出更高的要求，即具有良好的力学性能与加工性能、外观质量及尺寸精度。对于一个国家而言，模具技术不只是衡量其综合国力的重要指标，同时也为机械产业的持续发展提供了坚实的支撑。随着科学技术的不断进步和社会需求的不断增长，人们对于塑料制品的质量要求越来越高。随着新型改性塑料材料的出现，许多传统的传动工业产品已被它们所替代。在这些新的产品当中，塑料材料占据着相当大的比重。例如，在过去，建筑的很多部分都是由金属制成的，但如今塑钢材料逐渐取代了它们。在现代工业生产领域里，塑料材料正在逐步代替钢铁成为主要的原材料之一。在我国，部分企业成功地研发了模块化的塑料建筑技术，这不仅显著提升了生产的效率，还为人们提供了更好的居住环境。另外，塑料还被用来制造各种机械零部件和管道以及其他需要特殊性能的设备，如泵和阀门等。在如汽车、轮船、飞机、高铁、桥梁和公路这些交通方式中，使用塑钢和特殊的塑料材料已经变得日益普及，这是为了取代传统的硬质材料。此外，在海洋石油开采过程中，使用耐腐蚀性能好的塑料材料也会大大提高作业的安全性，从而降低事故发生的概率。尤其在海底的桥梁和隧道项目中，采用具有耐腐蚀和抗酸碱特性的塑料材料能有效地延长其使用期限5。注塑成型技术包括将粒状塑料材料置入注塑机的料斗内，接着利用料斗来完成进料过程。当塑料材料进入到熔融状态后，由于其密度较低而容易被挤出。然后，在注塑机的前端螺杆中施加高温和高压，导致固体粒子开始溶解。熔融的物质进入到注塑机的螺杆中之后，被加热至熔化状态并从螺杆上流出，从而完成整个过程。紧接着，注塑机的螺杆开始进行旋转动作，并通过前端喷嘴将熔化的材料注入到注塑机中心的塑料模具里。由于注射压力作用，熔融的熔体从塑料模具中吹出，进入一个充满空气的密闭空间中，并保持一定时间。在此模具中，经历了充填、保压、冷却和固定等多个阶段，最后得到了所需的塑料制品。当注塑模具被打开，注塑机被推出时，模具内的顶杆将塑料件推出，实现塑料件与模具的分离，从而获得所需的塑料产品。注塑过程就是一个由熔融物料向液态塑料转化的复杂物理过程，它是一个从固态到气态或液态再变成固态的连续变化过程。这一流程可以被简明扼要地阐述为：首先是塑料原料颗粒的融化，然后进入成型阶段，接着进入固话状态，最后进行顶出，最后形成最终的产品6。71.2 选题的意义与要求选题的意义与要求本次的设计主题主要集中在化妆盒外壳的注塑模具设计上。这种塑料产品是满足人类社会需求的基础产品之一，并在市场上占有很大的份额。因此，在这样的市场需求背景下，对这类塑料产品的注塑成型、模具设计和制造进行研究，具有极其重要的现实意义。首先，我们需要按照任务的具体要求进行三维数字模型的构建。在完成模型的创建过程中，必须进行基础的工艺分析。结合模具设计的大纲要求，我们完成了模具的结构设计，这包括了浇注、成型、冷却和模架等关键的结构设计环节。对于本次选题的设计任务，我们应该逐步完成以下几个方面的内容:（1）针对化妆盒外壳产品，我们进行了详细的成型工艺和结构分析，最终确定使用热塑性塑料作为成型材料。根据产品的具体结构特点，我们制定了基础模具的结构设计方案，并确定了分型面和型腔的结构布局方案。（2）模具的结构设计已经完成，所有的结构协同工作都不应产生干扰，所有的结构部件都必须满足常规的机械加工标准，并满足机械加工的工艺要求。（3）我们使用三维数字软件对模具进行建模，并利用 CAD 计算机辅助技术输出二维图纸。所有的工程图纸都必须满足机械制图的标准要求，确保尺寸完整且清晰，并明确各种公差和技术规格。（4）根据教学大纲的规定，对各种关键参数和数据进行了精确且清楚的校验。82 成型工艺分析成型工艺分析2.1 产品结构分析产品结构分析图 2-1 展示了塑料部件的三维视图，这些部件是我们日常生活中经常看到的化妆盒外壳，它们的表面非常平滑，没有毛刺。图 2-1 化妆盒外壳三维图图 2-2 化妆盒外壳工程图化妆盒外壳的整体形状为圆壳体，通过工程图可知其最大的几何尺寸为76mm76mm14.5mm，壁厚为 2mm。通过使用 UG 软件来绘制塑件的三维图，9我们确定了塑件的体积为 11894.54mm3。由于塑件结构复杂且有一定厚度，为了保证其质量并减少模具制造成本，对该塑件进行了注塑模具设计与分析。经过仔细比较和考量产品的工作环境及其需求，我们最后选择了 ABS 塑料作为工程材料。根据模具结构及工艺参数对注塑模具进行设计，确定了主要浇口位置及形状，并在此基础上完成了模具设计与制造。ABS 具有很高的强度，并且在耐磨和化学稳定性方面表现出色，其成型后的塑料件外观具有良好的光泽。2.2 材料成型工艺性分析材料成型工艺性分析用于化妆盒外壳的注塑材料选择为 ABS 塑料。由于塑件结构复杂且有一定厚度，为了保证其质量并减少模具制造成本，对该塑件进行了注塑模具设计与分析。ABS塑料由三元共聚物（丙烯晴、丁二烯和苯乙烯）构成，具有出色的光泽度和相对较硬的质地，同时还具备较高的韧性和钢性，以及良好的机械性能和耐腐蚀性能，其化学性质也相当稳定。根据产品特点，选择了合适的注塑模具方案和模具温度及冷却时间等成型条件。相关的几个参数可以在表 1 中找到。根据以上条件，可以选择合适的注塑机来进行生产。通过对化妆盒外壳的尺寸结构和性能要求进行分析，同时考虑 ABS 材料的收缩率和工艺要求，并结合塑件尺寸公差标准，我们采用了一般精度为 5 级的方法。表 1 ABS 材料性能参数项目参数项目参数密度（g/cm3）1.021.08收缩率/%0.40.7熔点（）130160弹性模量/MPa1.8105泊松比0.394变曲强度/MPa80屈服强度/MPa15.715.9用于化妆盒外壳的注塑材料选择为 ABS 塑料。由于该材料本身存在一定问题，因此在生产过程中经常出现翘曲变形等现象，严重影响产品质量，降低了企业经济效益。通常，模具型腔的表面粗糙度会比塑料零件低 12 级。根据产品特点，选择了合适的注塑模具方案和模具温度及冷却时间等成型条件。塑料部件的表面粗糙度 Ra 范围是 0.20.8um。塑料零件在成型过程中，由于树脂流动速度较快、温度高，因此塑料熔体与模具之间存在一定压力差，这种压差是造成塑料零件表面质量下降的主要原因之一。基于塑料部件的大小和形态需求，其表面的粗糙度 Ra 达到了 0.5um。鉴于塑件在冷却时会发生收缩，所以在脱模之前，塑件会将其凸出的部分包裹在中心或内部空间。如果不能正确地选用脱模坡度，就可能使塑件变形、开裂和破裂等缺陷产生。为了确保塑件能从其内部或腔室中被取出，并避免在脱模过程中受损，我们必须根据脱模坡度的选择准则来设计适当的脱模坡度。本文通过10对几种常用塑件进行分析研究，得出了塑件不同部位的最佳脱模坡度。依据常用塑料部件的脱模坡度设计，其脱模坡度达到了 40。为了降低塑料部件应力集中的风险接近两倍，并确保塑料熔融物能够充分流动，除了特定要求的塑料部件应使用尖角或避免圆角之外，建议尽可能使用圆角过渡。塑料部件的形态、大小、壁的厚度以及是否存在预置部件都会对其局部的收缩率造成影响，同时模具的设计、压力的方向、浇注系统的设计、布局和大小也会对收缩率产生显著的效果。本文根据塑件特点，建立了塑料注塑模具的三维模型，通过有限元分析软件进行数值模拟，得到注塑过程中各工艺参数对收缩量的影响规律。塑料零件的实际收缩率是其实际收缩率的表示。计算收缩率时可以把实际收缩率乘以系数来得到。实际的收缩率与计算出的收缩率之间的差异并不显著。在注射成型中，由于树脂流动时受到剪切作用，使制品出现了翘曲变形，因此需要考虑收缩问题。收缩率的确定可以基于塑料的种类、塑料部件的外形、大小以及壁的厚度，并可以进一步估算型腔与型芯的尺寸。在模具设计中可以通过对模具温度的调节来控制塑件收缩变形量，从而达到要求的收缩率值。这是一个由 ABS 材料制成的塑料部件，具有 0.5%的收缩率。2.3 设计方案确定设计方案确定化妆盒外壳采用了规整的圆形壳体塑件设计，其结构相对简洁，由于零件的尺寸偏小，因此在考虑模具的尺寸后，决定采用一模四腔的设计方案。本文根据塑件特点，建立了塑料注塑模具的三维模型，按照规定，化妆盒外壳模具被设计成具有侧浇口结构的单分型面注塑模具。11第第 3 章章 注射机的选择和成型工艺参数的确定注射机的选择和成型工艺参数的确定利用 UG 三维分析软件，我们成功地创建了一个塑件模型。由于这个塑件具有不规则的外形，我们不能通过精确的尺寸来计算其体积和质量等关键参数。相反，我们可以直接使用 UG 软件中的体积测量工具来获取这些体积数据。图 3.1 塑件的体积3.1 塑件的体积和重量塑件的体积和重量在完成化妆盒外壳的建模之后，我们可以利用 UG 软件的分析功能，即测量体功能，来直接获取数据的体积信息。利用此方法计算出插线孔面积，进而确定其尺寸大小和位置关系。因此:389.11cmV塑通过前章选定的塑件采用 ABS 材料的密度3/05.1cmg，所以可以通过计算得到塑件质量：g48.1205.189.11塑塑Vm3.2 浇注系统凝料的估算浇注系统凝料的估算在浇注系统中，凝料体积的精确计算并不容易，通常是基于经验，取塑件体积的 0.31 倍来进行估算。在本次设计中，我们采用了一模四腔的方法，流道适中。按照 0.3 倍的计算，凝料体积达到了 3.56cm3。因此，我们可以计算出每次注射机注入到型腔的总量是塑件体积和凝料体积的总和:3cm12.5156.3489.11浇塑总VVnV123.3 注射机的选用及其技术参数注射机的选用及其技术参数根据上面 3.2 中计算出来的注射总体积，根据书本，注射机的每次的注射总量必须小于或等于其公称注射量的 80%，所以：33cm9.63cm8.0/12.518.0/总公VV基于前述的计算数据，并考虑到模具的整体高度，我们现在选择了公称注射量 125cm3，并选择了型号为 XS-ZY-125 的注塑机。表 3.1 XS-ZY-125 注塑机主要参数表注塑机型号125-ZY-XS额定注射量3125cm螺杆直径42mm注射压力120Mpa注射行程115mm注射方式螺杆式锁模力900KN最大开合模行程300mm模具最大厚度350mm模具最小厚度200mm喷嘴圆弧半径R12mm喷嘴孔直径R4.00mm顶出直径出两侧没有顶杆，机械顶定、定模固定板尺寸428X458mm拉杆空间260X290mm合模方式机械液压133.4 成型工艺参数成型工艺参数通过查材料的基本成型工艺参数性能，可以确定其主要的注射成型工艺，如下表 3.2 所示表 3.2ABS 塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格预热和干燥温度/8085预热和干燥时间/h23料筒温度（后段）/160170料筒温度（中段）/200220料筒温度（前段）/180200温度/170180喷嘴结构直通式注射压力/MPa60100螺杆转速 r/min30模具温度/5080注射时间2090保压时间05冷却时间20120成型时间/s成型周期50220后处理方法（温度/，时间/s）红外线灯、烘箱（70，24）14第 4 章 模具结构设计4.1 选择分型面选择分型面在注塑模具的设计过程开始之前，首先需要根据产品的具体结构来确定最适合的分型面。分型面的选择对注塑模具的成功与否起到了决定性的作用，因为它直接影响到模具的难易程度和塑件的成型质量。因此，在选择分型面时，首要任务是确保塑件的成型质量，其次是考虑模具实现的难度。本文主要探讨如何通过对注塑模具设计方案进行合理地选择与优化。选择和确定应当基于以下列出的条件:（1）在选择塑料零件的分型面时，应优先考虑其最大的轮廓位置；（2）分型面的放置位置应确保在注塑过程中浇口能够顺利填充，从而确保流程简洁、填充迅速，同时，分型面与浇口的结合不应影响塑料件的外观品质；（3）为了降低注塑模具的生产难度和成本，分型面的位置应该尽量避免使用抽芯机构，或者尽量减少抽芯结构的生成。（4）在确定了分型面的位置之后，我们必须考虑到型腔和型腔的机械加工难度，确保这有助于实际的机械加工技术方案的实施，并确保可以使用机床进行加工，避免出现无法加工的死角。（5）在选择分型面的位置时，我们需要确保塑件的内部表面位于型芯部分，而塑件的外部表面则位于型腔部分，这样可以确保塑件外观的质量。在这一设计中，零件结构的核心原则是：利用塑料零件的最大外形进行定型，而分型面是由 UG 软件设计的，正如图 4-1 展示的那样。图 4-1 分型面示意图154.2 浇注系统的设计浇注系统的设计在塑料模具的设计流程中，浇注系统被视为关键的一环。正确地选择与设计好浇注系统对于保证成型塑件质量至关重要。浇注系统的定义是，从定位环开始，塑料流向空腔的路径，它包括浇口、主流道、分支流道以及冷料空腔。在成型前必须进行浇注系统设计，使之满足塑件要求。塑件的多个方面都受到浇注系统设计的直接影响。4.2.1 主流道设计主流道是注塑机喷嘴离开后的首个部分，通常它呈现出锥状的形态，这有助于模具的顺利脱模。主流道不能直接在注塑模具中设置，而是需要使用浇口衬套的标准部件来连接。浇口衬套的选择可以基于模具的结构，既可以使用螺丝固定，也可以使用台阶式模板固定，还可以选择活动式。在选择方法时，应优先考虑浇口衬套的标准件，这样可以有效地降低生产成本。正确地选择与设计好浇注系统对于保证成型塑件质量至关重要。主流道的较小直径需要与注塑机一同使用，以下是主流道的主要尺寸的计算方法:（1）mmdd5.35.0315.0(0）注射机喷嘴孔径主流道小端直径（2）mm82tan2dLD主流道大端直径（3）mmSRSR13112210）（喷嘴球面半径主流道始端球面半径主流道衬套，也被称为浇口套，通常只需购买标准部件。浇口套和定位圈可以被设计为一个完整的整体。有时，为了便于拆解，它们会被设计为两个独立的部件，并与模板固定在一起。浇口套的材料选择为碳素工具钢，如 T8A、45 钢或 T10A，并经过热处理至大约 55HRC。图 4-2 浇口套4.2.2 分流道设计侧浇口的显著特性是其截面设计简洁，便于加工，并能对浇口的大小进行精细调整；可以减少型腔内气体流动和防止铸件内部收缩。通过灵活选择浇口的位16置，可以更好地优化充模的状态；在浇注时可以根据需要调节浇口高度和开度。无需从注塑机上卸下模具，即可进行相应的调整；可以消除因浇口中出现气泡而造成的产品缺陷。移除浇口非常简便，留下的痕迹也很小。因此侧浇口的应用越来越广泛。对于两板式多腔模具，侧浇口显得尤为合适。分流道的常见截面形态包括梯形、U 形、圆形、半圆形以及矩形。根据流体流动规律，在满足一定条件下可选用不同的截面形式来实现能量传递。U 形和梯形的截面是最佳的加工选择，它们的压力和热量损失都相对较小，因此是两种最常被使用的截面。在生产过程中一般用圆角过渡或圆弧过渡来减小阻力，但有时由于工件本身存在着一些问题而不能达到目的。这次的设计选择了梯形的断面。由于梯形通道具有许多优点，所以在工程上被广泛使用。通过以下的经验公式，我们可以确定参考书籍中提到的梯形截面分流道的尺寸:mmLmb4.172654.04式中，b 为梯形大底边宽度；m 为塑件质量；L 为分流道的长度。4.2.3 浇口选择注塑模具的浇口可以被视为进料口，它是熔料进入模具型腔后的最后一个小区域，类似于水龙头的开关阀门作用，可以迅速提高注射的压力，这使得熔料射出的距离更远，能够更迅速地填充模具的型腔内部，迅速排出型腔内的空气。在选择浇口位置时，我们应确保它位于塑件外观质量不受影响的位置。此外，浇口应易于移除，不应留下明显的浇口痕迹。在充填浇口时，我们需要考虑熔料在融化时的流动性，并确保熔料流动的便捷性，避免浇口直接冲击到有大的高低落差的塑件区域。浇口的种类和大小应对塑件的影响进行校验。通常，浇口的截面面积应尽量小。但在实际的模具试验中，如果发现浇口过小，可以在第二次加工时增加大浇口的尺寸，但在首次设计加工时不应将浇口加工得过大，过大的浇口再缩小尺寸会变得非常困难。根据流体流动规律，在满足一定条件下可选用不同的截面形式来实现能量传递。按照设计的具体要求，这次的设计选择了侧浇口的模具构造。17图 4-4 浇口示意图4.3 注塑成型结构的设计注塑成型结构的设计4.3.1 型腔、型芯的设计模具合模完成后，与塑料直接接触的模腔内的所有部件都被归类为成型零件，主要包括型腔、型芯和镶嵌部件等。成型零件的质量对模具整体质量起着决定性作用，因此要提高产品的生产效率就必须重视起成型零件的结构设计。在模具的成型过程中，成型部件与熔料是直接接触的，它们需要承受溶体产生的高压和摩擦。因此，在确保成型部件具有高尺寸精度的同时，它们还必须具备足够的强度，这使得成型部件的设计在整个模具设计过程中变得尤为关键。在这次的设计方案中，化妆盒外壳的外部结构显得相当平滑，因此选择了整体式的型腔设计，而凸模则选择了整体式的构造。4.3.2 型腔尺寸的计算（1）计算塑件型腔径向尺寸LM1=1+ScpLs1x+Z0（公式 5-1）LM1型腔长度径向尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Ls1塑件型腔外形长边尺寸，取76mm；x径向修正系数，取0.75；18塑件公差值，取0.86；z塑件制造公差，取0.29；LM1=(1+0.005)760.75 0.86+0.290=75.73+0.290mm（2）计算塑件型腔深度尺寸HM1=1+ScpHs1x+Z0（公式 5-3）HM1型腔深度尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Hs1塑件型腔外形深度尺寸，取11.5mm；x径向修正系数，取 2/3；塑件公差值，取0.32；z塑件制造公差，取0.11；HM1=(1+0.005)11.52/3 0.32+0.110=11.35+0.110mm图 4-5 型腔图4.3.3 型芯尺寸的计算（1）计算塑件型芯长度径向尺寸LM1=1+ScpLs1+x+Z0（公式 5-4）LM1型芯长度径向尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Ls1塑件型芯外形长边尺寸，取72mm；19x径向修正系数，取0.75；塑件公差值，取0.86；z塑件制造公差，取0.29；LM1=(1+0.005)72+0.75 0.86+0.290=73.01+0.290mm（2）计算塑件型芯深度尺寸HM1=1+ScpHs1+x+Z0（公式 5-6）HM1型芯深度尺寸,mm；Scp塑件平均收缩率，取值0.005；Hs1塑件型芯外形深度尺寸，取8mm；x径向修正系数，取 2/3；塑件公差值，取0.28；z塑件制造公差，取0.09；HM1=(1+0.005)8+2/3 0.28+0.090=8.23+0.090mm图 4-6 型芯图4.4 支承零部件设计支承零部件设计在注塑模中，支撑件主要负责支撑和固定模架，它是模架中最为关键的部分。动模座、定模座、固定板以及支撑件都是用于支撑的部件。本模具采用了整体式结构形式，即由上模块和定模板组成一个整体。接下来，我们将详细分析和设计本次设计过程中的配套部分。204.4.1 固定板设计固定板，正如其名，主要用于固定。其设计的核心是确保凸模、凹模和动模座的稳固结合，以及固定模座与推杆和推板之间的无缝配合，从而确保其工作的稳定性。图 4-7 型腔固定板4.4.2 动模座板和定模座板设计虽然动定模基板被固定在动定模板的固定板上，但这并不是一个固定不变的条件。当选择合适的型号时，可采用不同类型的动定模具组合进行注塑生产。根据具体的实际需求，动定模基板的详细规格必须与选定的注塑机进行匹配。由于注塑机的型号、吨位不同，所需的动定模基板尺寸也不相同。在此设计中，我们选择了 XS-ZY-125 螺杆注塑机，因此动定模的底板尺寸定为（350*350*25）mm。21图 4-8 定模座板22图 4-9 动模座板4.5 导向机构的设计导向机构的设计合模导向机构的主要功能是确保定模体与动模体两个部分能够精确对合，从而确保塑料件的成型质量，同时也能有效地防止模具各组件之间的相互干涉。当选择合适的型号时，可采用不同类型的动定模具组合进行注塑生产。在模具的操作过程中，导向机构需要承受特定的侧向压力，因此导向部件必须具备充分的强度和刚度。23图 4-10 导柱导套4.6 推出机构的设计推出机构的设计在成型过程完成后，模具会在开模机构的作用下，沿着分型面打开动模和定模。由于成型过程中的收缩，塑件会被型芯包裹，无法从模具中分离。因此，需要设计一个推出机构来推动塑件剥离型芯，同时也要将浇注系统的凝料推出模具表面，然后手工取出塑件，从而完成开模动作。由于动模体与定模体之间存在间隙，因此要求导向部件必须具有良好的密封性能，以满足生产需求。在这次的设计过程中，塑件的结构显得相对规整，并使用了最标准的顶针进行推出。为了提高脱模效率，本文对脱模力进行了计算，并通过试验验证了理论分析结果。详细的分布情况如下所示:图 4-11 顶杆分布图244.7 脱模力计算脱模力计算塑料组件在注塑机在模具内形成之后，有必要将这些塑料组件与模具进行分离处理。由于塑件尺寸较大，脱模时间较长，因此必须对其进行脱模力分析计算，以便确定合理的工艺参数，保证产品顺利脱模。塑料在注射成型的过程中会发生收缩，这在分离时会产生夹紧芯的力量和与模具之间的摩擦。如果没有足够的外力就不能完全分离塑料部件，从而造成芯料或产品报废。为了有效地分离塑料部分，我们需要一个特定的推力来克服这两种作用力。脱模力是基于以下的数学公式来进行计算的F=AP（u cossin）（公式 6-3）F抽芯力，N；A塑件型芯的侧面积，取 1563mm2；P塑件对型芯的包紧力，一般取值为 812Mpa 本次计算取 10Mpa；u塑件对钢材的摩擦系数，一般取值 0.10.3，本次设计取值 0.2；塑件的脱模斜度，取值 1；F=1563 10（0.2 cos1sin1）=31264.8 模具侧向分型与抽芯机构设计模具侧向分型与抽芯机构设计通过之前对本次生产塑件产品的设计分析，我们可以了解到该塑件产品存在侧孔结构，因此需要为该副注射模设计配套的侧抽芯机构。侧抽芯机构常用于注塑模具内部，在塑件脱模过程中起着极其重要的作用。由于侧抽芯机构与分型面之间具有一定距离，因此可以避免发生因不符合浇口设置条件而导致成型缺陷产生。如果塑件在型芯或型腔上有无法自动脱模的地方，那么就需要设计相应的侧抽芯机构，这样塑件就可以从其他方向完成脱模，而这个方向并不是注塑模的实际开模方向。所以，对于此类塑件而言，可以采用侧抽芯机构来替代传统的顶出装置和导向块等辅助部件。基于机构使用的动力类型的差异，我们可以将注射模具的侧向抽芯机构分类为斜导柱滑块机构、螺纹旋转脱模机构以及油缸抽芯滑块机构等几种独特的设计方案。其中斜导柱侧抽出式抽芯机构作为一种新型的侧拉式抽芯机构，其具有结构紧凑、操作简便、性能稳定以及可靠性高等优势。在这次的模具设计过程中，只需根据实际需求选择斜导柱侧抽芯机构，就能满足模具设计的具体要求。同时由于斜导柱侧抽取芯机构所采用的驱动方式与普通机械臂具有一定相似性，所以可以通过对其进行简化分析从而为后续设计工作奠定基础。在确定侧抽芯机构的具体结构设计后，还需依据设计任务书来计算相关组件的详细尺寸参数，以及该机构在抽芯操作过程中的具体操作参数，以确保塑件制造过程能够安全、可靠、高效和高质量地完成。25（1）斜导柱的倾斜角度为 斜导柱的倾斜角度