台灯底座注塑模具设计【任务书+UG+CAD+说明书+模流】.rar

毕业设计（论文）任务书（2023 -2024 学年）课题名称台灯底座注塑模具设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号2020405234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 15000 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）题目台灯底座注塑模具设计 学生姓名汤凡 学号 2020405234 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20 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：导师签名：年月日年月日 目目录录目录.2 前言.31 塑件成型工艺分析.62 成型设备选择与成型工艺参数的确定.93 模具结构方案的确定.124 模具冷却系统的计算.255 注射机有关参数的校核.276 模架选择及模具工作原理.29总结.31致谢.32参 考 文 献.33 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 1 页 共 37 页台灯底座注塑模具设计学生：汤凡指导老师：张园三峡大学科技学院摘要：注射成型技术主要应用于热塑性材料的成型，它可以根据设计需求一次性制造出具有复杂结构和形状的塑料件，其产品精度相对较高。注塑模具在机械制造领域占据了至关重要的位置，被视为轻工业机械的标志性产业。本设计的核心目标是完成台灯底座注塑模具的相关设计任务。以该模具的设计流程为实例，我们对注塑模具的设计技巧和具体的设计步骤进行了深入的阐述。通过该模具设计实践，可以发现，在注塑机上实现台灯底座注射成型工艺，不仅能有效提高生产效率和产品质量，而且还能够保证产品外观质量要求。首先，我们根据台灯底座的详细结构进行了工艺分析，并选择了 ABS 材料作为台灯底座部件的制造材料。通过比较各种注射成型方案，选定合理的模具设计方案。基于 ABS 材料的基础工艺特性，我们选择了 XS-ZY-250 注射机作为设备。其次通过对比注塑机与注射成型机两种不同的成型方式来实现台灯底座的注塑成型。考虑到台灯底座的质量标准和产品的外观特性，我们选择了 CI-3550-A65-B90-C110 作为标准模架。基于对台灯底座尺寸参数的测量，我们进一步计算了相关部件的尺寸参数。完成了模具部分，如型腔、型芯、浇注系统和脱模系统的设计后，我们决定采用一模两腔的结构设计方案。在此方案基础上进行模具设计与制造，并对其相关工艺进行研究，包括浇口位置布置方式、分型面设置方法及镶块类型等。然后，我们选择了合适的模具制造材料，并对模具的整体结构进行了精心设计，以确保设计出的模具在工作和运行过程中具有高度的可靠性，从而满足实际生产操作的需求。关键词：注射成型工艺；塑料；注塑模具；CAD；Abstract：Injection molding process is generally used to shape thermoplastic materials,can be molded according to the design requirements of a complex structure shape of plastic products,product accuracy can be relatively high,injection mold is a very important part of the machinery manufacturing industry,is the representative industry of light industrial machinery.三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 2 页 共 37 页This design is mainly to complete the related design work of the plastic injection mold of the bag buckle.Taking the design process of the mold as an example,the design method of the plastic injection mold and the specific process of the design are introduced in detail.First of all,based on the specific structure of the bag buckle to complete the process analysis,using ABS(flame retardant)material as the processing material of the bag buckle plastic parts.According to the basic process properties of ABS material,XS-ZY-250 injection machine equipment was selected.Then according to the quality requirements of the bag and belt buckle and the shape characteristics of the product,choose to use CI-3550-A65-B90-C110 standard die frame,based on the measurement of the box and belt buckle size parameters,and then calculate the size parameters of the relevant parts,and then complete the design of the cavity,core,casting system and demolstering system and other mold parts.Finally,the structural design of one mode and two cavities is determined.Then choose the mold manufacturing materials,reasonable design of the overall structure of the mold,to ensure that the design of the work of the mold operation process is reliable enough to meet the actual production needs.Key words:injection molding process;Plastic;Injection mold;CAD;三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 3 页 共 37 页前言前言我国不仅在制造业上占据着重要位置，还是模具的主要消费者。近几年，伴随着我国经济的飞速增长，模具的市场需求也表现为急剧上升，尤其是在家用电器和汽车等领域对这些模具材料的需求也在逐步扩大。得益于我国政府政策的大力扶持，中国的车辆和信息技术领域也实现了明显的技术增长和技术进步。另一方面，随着群众生活质量的上升以及对生活水平要求的逐步增加，模具的消费量也在持续增长。由此，模具行业无论在高端、中档还是低端，都面对着强烈的市场需求挑战。模具行业在国家经济的基石中占据一席之地，对整体的社会经济产生了相当大的作用。模具产业作为国民经济的重要支柱之一，其对于工业的现代化进程具有极为深远和巨大的影响。更进一步来看，模具行业被普遍视为中国制造业的重要组成部分，模具制造已经转变成中国制造业持续向前发展的核心支柱。作为精密加工型产品的一个代表性代表，模具对于我国的经济及社会进步具有极为深远的意义。在所有模具类型中，注射用的模具的占比最为显著。尤其在“十二五”规划期中，由于模具产业的飞速进展，我们现在有条件大规模地生产这些塑件。它们的高效、一致性及低能源消耗的优点，是其他生产方式难以匹敌的。因此，作为塑料制品的标准例子，注塑模具已被广泛推广和使用。本次设计的主要内容涵盖了以下几个关键领域:（1）为了满足特定任务的需求，我们已经完成了台灯底座产品的 CAD 设计和三维建模，确保达到了尺寸和壁厚的要求，并对塑料部件的结构和制造工艺进行了详尽的分析，以确定最适合的塑料材质。（2）在塑件结构的基础上，我们确定了产品的分型面位置、型腔数量和整体布局方案，完成了浇注系统的设计，并初步确定了模具的结构设计，同时也选择了标准的模架型号。（3）首先，我们选择了一个适合注塑试生产的注塑机，并在模具设计完成后，再次对模具的所有参数进行了深入的检查和验证。（4）对于已经成型的部件，我们进行了模具分割和结构设计，完成了其他冷却通道的规划，设计了脱模机构，并对成型过程中的尺寸和关键尺寸进行了精确核对。（5）在模具的 CAD 设计图纸上，完成了装配和部件的图纸绘制，并按照国家的标准进行了标注，从而实现了注塑模具的三维建模。（6）对各类数据、模型以及图纸进行严格的校验和检验，以确保它们能够满足实际生产的需求。三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸 第 6 页 共 37 页1 产品成型工艺与特性分析产品成型工艺与特性分析1.1 工艺工艺 本次设计的塑件为台灯底座，壁厚 2mm，材料 ABS，大批量生产需求。鉴于台灯底座是我们日常生活中的必需品，能够与人体直接接触，因此制成的产品必须是无味、无毒的，并且不能对环境造成伤害。同时，由于台灯底座属于易耗品，所以对其外观质量提出了较高的要求。此外，鉴于产品的频繁使用，我们期望产品拥有出色的强度、耐磨性、抗摔能力，并能方便地进行大规模生产和加工。因此，台灯底座应该采用高强度材料制作，并且在成型时尽量做到无毛刺，无损伤等。另外，为了延长饮水机的使用寿命，按钮还需确保其具备良好的抗老化和耐高温特性等。图 1-1 塑件零件图 1.2 产品技术要求产品技术要求1.2.1 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分析塑料件的尺寸标准相对宽松，所有的尺寸都是可以自由选择的，因此只需选择较低的精度等级就能满足日常使用的需求。依据 GB/T 144861993 标准，我们根据 MT5 级塑料件的精度来确定各尺寸之间的公差范围。1.2.2 塑件的表面质量分析塑件的表面质量分析塑料罩的规格要求很高，外观必须美观，没有斑点和熔合痕迹，因此其尺寸公差应为 IT5，而表面粗糙度应为理想的 1Ra。塑料件在成型过程中产生收缩变形时，其表面质量将受到很大影响。模具型腔的表面粗糙度是塑料零件表面粗糙度的主要影响因素，模具型腔的表面粗糙度仅为塑料零件的一半，而塑料零件的尺寸精度则主要受到塑料收缩率和模具制造误差波动的影响。1.2.3 塑件的结构工艺性分析塑件的结构工艺性分析考虑到塑件的结构特性，依据脱模斜度选择原则，查表得脱模斜度范围为 0.5-1。对于没有圆角过渡的尖角，应设置倒角 R0.5-R1mm，以防止应力过度集中。同时，根据塑件壁厚和材料特性，塑件壁厚应控制在 1-4mm 之间，既不能过薄也不能过厚，因为过薄会导致充填不足，而过厚则可能引发工艺缩水等不良缺陷。塑料件在成型过程中产生收缩变形时，其表面质量将受到很大影响。在分型的位置上，应优先考虑位于最大的端面位置 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 7 页 共 37 页1.3 塑件的材料分析塑件的材料分析ABS、PP、PS、POM 和 PVC 等是几个经常被采用的注塑材料.通过评估其使用环境、性能标准以及经济效益，最后决定选择 ABS 材料。ABS 是一种热塑性的塑料，其密度为 1.05g/cm3。同时，由于台灯底座属于易耗品，所以对其外观质量提出了较高的要求。其抗拉强度范围为 30-50MPa，抗弯强度在 41-79MP 之间，拉伸弹性模量介于 1587-227TMPa，弯曲弹性模量在 1380-2690MPa 之间，而收缩率则在 0.004-0.008 之间。在此条件下，可以生产出满足各种性能要求的注塑产品。这种材料的允许注射压力范围是 50-100（中高）Mpa，它具有出色的综合性能、较高的冲击强度、稳定的尺寸、易于成型的特点，并且在耐热和耐腐蚀方面也表现得相当出色，同时还拥有出色的耐寒能力。因此可以作为一种新型环保建材在建筑装饰领域应用推广。ABS 被认为是当前市场上最大且应用最广的塑料产品。ABS 是一种无定形的聚合物材料；具有优良的力学性能和阻燃性能。该熔体具有较高的粘度、良好的流动性和耐候性，而且紫外线有可能导致其颜色发生变化；该材料的热变形温度范围是 70-107C，即使在零下 2040 摄氏度的环境中，它也能维持其正常使用状态。这大幅度地扩展了材料的使用领域。表 1-1 ABS 主要性能参数名称单位数值密度(g/cm3)1.07材料收缩率%0.06-0.08取材料平均收缩率%0.007材料允许注塑压力Mpa50-100(中高)热变形温度45N/cm70100缺口冲击强度kJ/1225 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 8 页 共 37 页2 成型设备选择与成型工艺参数的确定2 成型设备选择与成型工艺参数的确定2.1 塑件的体积和重量塑件的体积和重量选择注塑机时，必须考虑到注射胶料的重量，同时模架的尺寸也要能满足安装的尺寸需求，这两个因素都是不可或缺的。首先根据三维模型计算注射量，通过模型测量体积可以精确得到注射量，计算方式如下。图 2.1 塑件的体积V塑 39.29cm3取 ABS 材料的密度 1.05 g/cm 3，于是可算得单个塑件质量为：m 塑 V 塑 39.29 1.05 41.25 g2.2 浇注系统凝料的估算浇注系统凝料的估算根据过往的经验，塑件浇注系统的体积通常是塑件体积的 0.3 倍。由于注塑件形状复杂且结构复杂，在模具设计过程中需要考虑多种因素影响。因此，对于特定的模具和腔体，注塑机在注入模具型腔时的注入量是固定的:V总 V塑 V浇 2.3 39.29 90.36cm 3 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 10 页 共 37 页2.3 注射机的选用及其技术参数注射机的选用及其技术参数基于上述 3.2 中的估算，我们确定了一次注入模具型腔塑料的总体积，并根据注射机每次的注射量应不超过其名义注射量的 80%来进行估算，因此得出结论:V公 V总/0.8 90.36/0.8cm3 112.96cm3结合先前的模具标准框架和整体的注塑体积数据,注射机的理论容量是大于塑件总注射量，选取注射理论容量为 250cm3的 XS-ZY-250 的注塑机。表 2.1 XS-ZY-250 注塑机主要参数表注射装置单位数值理论容量cm3250锁模力kN1800拉杆间距mmxmm370 x448注射压力MPa130最大开模行程mm500动定模固定板尺寸mm598x520最大模厚mm350最小模厚mm200定位孔尺寸mm30喷嘴孔径mm5喷嘴球径mmSR16 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 12 页 共 37 页3 模具结构方案的确定模具结构方案的确定3.1 分型面设计原则分型面设计原则（1）在设计分型面时，必须考虑到塑件的最大尺寸位置，并应尽量在塑件的最大尺寸部位进行分型，这样可以简化模具的结构。（2）在设计注塑模具时，分型面应与脱模方向保持一致。Z 轴的轴线方向应与脱模方向一致，以确保塑件的脱模方向与 Z 方向一致，从而最大限度地减少抽芯结构的数量。（3）在确定分型面的过程中，我们还需特别关注是否会形成抽芯机构，以及抽芯机构的功能是否会受到分型面的干扰。此外，抽芯机构的设计结构必须满足空间和运动的需求。因此，我们必须综合考虑上述几个因素，使整个设计过程更具有可操作性。尽量减少或避免抽芯操作。（4）为了准确区分塑件的正面和反面，我们需要根据产品的实际使用需求来确定。对于那些外观有特定要求的塑件，我们应该在型腔部分对其外表面进行分型，并将其内部或不满足表面质量标准的面放置在内部，其中内部是型芯的表面。（5）确定塑件分型的一项基本原则是确保塑件能够顺利脱模。通常，顶出脱模机构是安装在动模部分的，常见的机构包括推板和推杆结构。为了实现这一顶出动作，需要确保塑件能够留在型芯部分，这样才能顺利完成脱模工作。在实际的生产过程中，我们需要根据产品的具体结构和生产效益来做出决策。本次的设计考虑到了塑料件的外观需求，因此选择了侧浇口设计，这样的浇口不会在产品的表面留下任何痕迹。由于塑件形状比较复杂，而且要有一定数量的型腔，这就导致了模具复杂。因此，我们只需要使用单一的分型面。这样可以保证模具成型时不发生干涉，也就减少了脱模时间，提高了效率。下面是示意图的展示:三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 13 页 共 37 页图 3.1 分型面位置3.2 浇注系统的设计与计算浇注系统的设计与计算3.2.1 主流道设计主流道设计对于注射机的主流道部分，其主要功能是连接整个注射机部分和型腔部分。连接注射机的部分使用了衬套连接方式，这种方法的优势是显而易见的，能够有效地完成连接过程。但由于连接部位承受的载荷过大，衬套的磨损问题变得尤为严重。尽管如此，后续更换衬套可以显著减少这种磨损，从而使这种连接方式变得更为普遍。而在其他分流道部分，这种连接更多地是为了配合其他部分而设计的。（1）主流道尺寸确定这次的设计选择了一个垂直的主流道，这是一个非常常见的设计，其特点是具有 4 的圆锥角。定模座板和浇口套采用 H 7/m6 的间隙配合。主流道的球面配合的高度为 h 5mm关于主流道的一些计算如下：主流道的球面半径：SR 注射机喷嘴球头半径（1 2）mm 14mm 2 16mm主流道的大端直径：D 2L tan d 2 20 tan 4 5 7.8mm主流道小端的直径：d 注射机喷嘴口尺寸（0.5 1）mm 4mm 1 5mm主流道的冷凝料体积为：三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 14 页 共 37 页V L(D2 Dd d 2)/12 3.1420(7.82 7.85 5 2)/12 0.65(cm3)主流道的当量半径为：R当（D d）/4 (7.8 5)/4 3.2mm在主流道与分流道的连接位置，设计了一个半径为 3 毫米的圆角过渡，以确保更佳的成型效果。图 3.2 主流道（2）主流道浇口套形式通常，注射机的定位孔孔径决定了定位圈的大小，这是一个标准部件，一旦确定了外圈的尺寸，就可以直接购买。一般采用的采用的 45#钢，硬度淬火至 43 48HRC。定位圈与浇口套采用 H 9/f 9 的间隙配合，跟注射机的定位孔使用 H11/f 11 的间隙配合。用螺钉跟定模座板固定即可。图 3.3浇口套、定位圈形状3.2.2 分流道的设计分流道的设计在型腔数量众多的情况下，分流道的存在变得尤为重要。利用这种设计结构，我们可以实现熔料的有效转运。同时，我们还可以通过调整整个分流道的尺寸来实现流量的全面调整。但在设计阶段，我们必须充分考虑到整个过程中可能出现的压力损失问题。分流道塑料质量：g2005.82229.3905.1塑Vm（5.3）该塑件厚度在 2-5mm之间，参考文献5，采用经验公式mmLmD113.82654.04分流道 r=4mm，其截面视为圆形截面，图 3.4所示。图 3.4 分流道3.2.3 浇口的设计浇口的设计（1）浇口设计原则在构建浇注系统的过程中，以下几个因素应当被仔细考虑:a）关于塑料的成型特性：浇注系统的设计应当满足所使用塑料的特定成型需求，以确保塑料制品的高质量。b）在设计模具成型塑件的型腔数量时，除了要考虑模具是否为一模一腔或一模多腔的情况外，浇注系统的设计也应根据型腔的布局来进行。c）关于塑件的尺寸和形态：考虑到塑件的尺寸、壁厚、技术规格等多个因素，我们在选择分型面的同时，也考虑了浇注系统的设计、进料口的数量和位置，以确保其能够正常成型。同时，我们还需要注意避免流料对嵌件和细弱型芯的直接冲击，以及充分评估可能出现的质量问题和位置，这样才能采取适当的措施或预留修复的空间。d）塑件的外观设计：在配置浇注系统时，应确保进料口的去除和修整都是方便的，同时也不应损害塑件外观的美观度。e）冷料：在进行注射的时间间隔时，必须移除喷嘴端部的冷料，以确保注入的型腔不会对塑料件的质量产生不良影响，因此在设计浇注系统时，应考虑到冷料的储存方法6。（2）浇口选择 这个塑料件的设计要求是不能存在裂纹或变形缺陷，其表面质量标准一般。为了方便调整充模过程中的剪切速度和密封时间，并考虑到塑料件的具体形状，因此选择了侧浇口作为填充方式。该型模具结构新颖独特，设计合理。该材料的截面设计简洁，加工方便，便于在试模后进行修正，并设计在侧分型面上，从型腔筋板位置进行进料。侧孔与型芯上的孔位相对应，并可使筋板面平行于型芯内表面。由于筋板的厚度相对较大，这有助于降低和增强冲击力。另外为了保证成型精度，还需对筋板作一些特殊处理。塑件两端的厚度相对较大，这有助于塑件的快速填充。图 3.5 浇注系统与塑件的三维模型 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 15 页 共 37 页3.3 成型零件结构的确定成型零件结构的确定3.3.1 成型零件工作尺寸计算成型零件工作尺寸计算1、型腔径向尺寸的计算（140）AM=(1+S)AS 0Z=(1+0.005)1403/41.28+1.281/3=139.740.43（58）AM=(1+S)AS 0Z=(1+0.005)583/40.74+0.741/3=57.730.252、型腔深度尺寸的计算（8）HM=(1+S)HS2/3 0Z=(1+0.005)82/30.28+0.281/3=7.85+0.09式中AM型腔径向工作尺寸；S塑料的平均收缩率，ABS 的平均收缩率 S=0.5%；AS塑件的径向尺寸；HS塑件的深度尺寸；塑件的尺寸公差；修正系数，取值范围为 1/23/4。3、型芯径向尺寸的计算（136）AM=(1+S)AS 0Z=(1+0.005)136+3/41.28+1.281/3=137.64+0.43（54）AM=(1+S)AS 0Z=(1+0.005)54+3/40.74+0.741/3=54.83+0.254、型芯深度尺寸的计算HM=(1+S)HS2/3 0Z =(1+0.005)6+2/30.24+0.241/3=6.19+0.08式中AM型芯径向工作尺寸；S塑料的平均收缩率，ABS 的平均收缩率 S=0.5%；AS塑件的径向尺寸；HS塑件的深度尺寸；塑件的尺寸公差；修正系数，取值范围为 1/23/4。3.3.2 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算在高温高压条件下，塑料材料会产生特定的压力，这种压力会直接作用于注射模的型腔侧壁。为了确保这一部分的强度和刚度都能满足设计和实际使用的标准，必须设计成适当的厚度。只有这样，该部分的强度和刚度才能达到相对较高的水平，从而避免变形或局部破裂的风险。一旦模具出现损坏，它将无法继续使用，因此需要进行修复、更换部件或报废整个模具。这些措施都会导致较大的损失。因此，合理地设置这一参数，确保模具的强度和刚度，是确保模具性能和安全生产的基础任务，也是模具设计中非常关键的一环。型腔侧壁厚度计算公式如下校核34EcpaSc（公式 5-7）mmScMpaEmmaMpapcSc33.12005.0101.29305.1005.0;101.2;35;308.03545；，取塑料材料允许的变形量钢材的弹性模量，取件高度，取承受溶体压力部分的塑值范围查表取平均型腔成型压力，取；安全系数，取值模仁侧壁厚度经过计算得知:mmSc33.12，而本次设计中，成型零件的侧壁厚度为 30-45mm，所以满足要求。三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 24 页 共 37 页3.3.3 凹模的结构设计凹模的结构设计凹模结构主要分为整体式和组合式。与注射模具型腔有关的部件被称为注射模的成型部分，其中凹模、凸模、型芯以及镶块等都是注射模具的关键成型部件。其中，模腔中最主要的就是成型零件。由于模具的型腔部分，特别是其工作表面，会与高温高压的塑料材料产生直接接触，这将直接影响到塑料件的结构形态和具体尺寸参数。所以在对注塑件进行模具设计时必须要根据其实际情况合理选择注塑工艺方案及模具结构设计。我们设计的这种塑料模具属于中到小型的结构，采用组合方式来进行型腔的设计是相当合适的。由于注塑成型时采用了高速流动技术，所以需要对注塑模具的型腔形成方式以及工艺要求有一定的了解。在本设计中，我们采用了全面的嵌入式结构方案来进行型腔的设计。型腔是通过独立的加工技术进行生产的，加工完成后，它被压入模板中，并从下方嵌入到模具的相应模板里，最后使用螺钉进行固定安装。由于该组合模具采用了整体式结构设计，因此整个成型周期比较短，同时还能满足不同型号的需求。这种设计结构能够实现较高的制造效率，使得模具部件的安装和拆卸过程变得更为简便，同时结构的形态也更容易得到维护，尺寸的精确度也能在一个可接受的范围内得到控制。三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 16 页 共 37 页图 4.4 整体式凹模3.3.4 凸模（型芯）的结构设计凸模（型芯）的结构设计同样，凸模结构也分为整体式和组合式。本次设计零件结构不算复杂，采用整体式凸模结构。根据上面的分析，我们可以确定，这个设计的塑料模具是一种中小型的模具，采用组合式结构进行型芯设计是比较合适的。其中，模腔中最主要的就是成型零件。在本设计中，我们采用了全面的嵌入式结构方案来进行型芯的设计。型腔是通过独立的加工技术进行生产的。完成加工后，型腔被压入相应的模板部分，而型芯则从下方嵌入到模具的对应模板中，并通过螺钉进行固定安装。此种方案主要适用于对产品外观要求不高，并且体积较小的注塑模具设计当中。此种设计结构能够实现较高的制造效率，使得模具部件的组装和拆卸过程变得更为简便，其结构形态容易得到维护，同时尺寸的精确度也能在一个可接受的范围内得到控制，这种设计策略在设计和制造上都展现出了良好的经济效益。图 4.5 整体式型芯 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 18 页 共 37 页3.5 推出机构的设计原则推出机构的设计原则脱模结构设计的核心目标是确保工件能够顺利推出。在这一设计过程中，有许多基本原则需要遵循，首先是确保在推出产品时不会损害其质量；其次是在脱模设计阶段，要确保产品能够顺利推出，因为产品在经过模具加工后，与模具之间存在显著的摩擦力。这些都是后续设计中必须满足的基本条件。通常，在进行脱模结构设计时，我们需要从确保工件推出时受力均匀的角度出发，来确定最适合的脱模结构。1.在设计过程中，确保机构的质量是至关重要的一步。除了对其强度和刚度的要求外，其结构在设计时应尽量简洁，以便于后续的结构布局。通常，动力系统在提供时，都是通过液压或气压来实现承载的。2.在设计这一部分结构时，顶出力的计算显得尤为关键。这一部分的计算不仅要确保能够完成工件的顶出过程，还需保证在顶出后不会对工件自身的质量产生不良影响。为了保证整体质量，在顶出过程中，工件所承受的力量应当是均匀分布的。3.6 推出方式的确定推出方式的确定常见的推出方式有推杆，推筒，推板等，分析塑件结构和模具类型，在这个设计里，我们使用了简易脱模机构里的顶杆脱模部分。推杆推出的机构设计简洁，推出过程稳定可信，并在其四周配置了 10 根 8 的顶杆。推板与顶杆间通过弹簧连接。推杆被设计为标准的圆柱形推杆。三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 19 页 共 37 页图 4.6 推出方式的确定3.7 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、三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 20 页 共 37 页高效和高质量地完成。（1）斜导柱的倾斜角度为 斜导柱的倾斜角度 与抽芯距离有着密切的关联，同时也与脱模力有很大的相关性。在抽芯时,角和 角之间存在一个最佳角度值，这个角度值会使斜导柱受到最大的拉力。在 角增大的情况下，斜导柱所需承受的弯曲力也随之增大，这也意味着开模力的需求变得更为严格。在实际生产中，由于受模具结构和制造精度等因素的限制，斜柱往往是倾斜一定角度才可以进行抽芯取料，从而使产品出现翘曲、拉毛等缺陷。因此，斜柱的倾斜角度过大或过小都是不利的。为了保证产品成型质量和提高生产效率，我们设计了一种新型的斜式抽芯模。角通常在 10至 20之间，但其最大值不会超过 25。在模具设计中，可以通过调整滑块长度和导向套厚度来调节抽芯力。针对这种模具，由于其拉力相对较小，但抽芯的距离相对较远，因此选择了一个较大的倾斜角度，并综合考虑了倾斜导柱的倾角=18。（2）计算抽芯的距离为了更好地进行模具的结构设计，我们将具有较小包封面积的一端侧抽芯机构与另一端侧抽芯机构相匹配，这有助于模具的设计和生产。当抽芯时，在该端侧形成两个独立的空腔，而在该端面上则有一个凸起部分。因此，这里的抽芯距离实际上是抽芯距离的一个相对较大的数值。型芯与不干涉塑料件脱模位置之间的距离被定义为理论型芯距离，并用 S来表示。出于安全考虑，实际的抽芯距离 S 通常会比理论上的抽芯距离 S大 23mmS=S+（23）mm（7.1）本次设计中 S=1.5mm，所以 S=1.5+3=4.5mm。（3）计算斜导柱的长度斜导柱的工作长度 L 是基于抽芯距 s 和倾斜角 来确定的，下面是计算工作长度 L 的方法:倾斜导柱的工作长度 L 是由其抽芯距离 S 和倾斜角度 共同决定的。当采用双油缸同步抽芯时，由于受两个液压缸活塞杆行程限制，使其不能任意伸长或缩短，因此必须根据具体需要来计算它的工作长度。以下是计算工作长度 L 的具体方法:s9.5L sin sin 20 mm 77 mm（4）侧滑块的设计侧滑块的稳定性直接决定了塑件的精确度，因此，确保侧滑块在移动过程中的稳定 三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 21 页 共 37 页是至关重要的。当采用双油缸同步抽芯时，由于受两个液压缸活塞杆行程限制，使其不能任意伸长或缩短，因此必须根据具体需要来计算它的工作长度。侧滑块的设计与侧芯整合在一起，使得模具的安装变得更为简便。本文介绍一种新型的侧滑块机构，它具有结构简单，动作平稳等特点。使用了 T 型的滑块设计。由于在型腔内滑动不受摩擦力，故具有较高的速度。图 4.9 展示了滑块的具体形态和大小。图 4.9 滑块抽芯机构（5）楔紧块的设计楔块的主要作用是锁定侧滑块，确保在填充过程中，塑料熔融物的压力不会对侧芯产生不良影响，从而导致侧芯位置的偏移，进而产生不合格的产品。这种侧滑块的偏移可能会对导柱产生挤压，导致其发生变形和弯曲，进而影响模具的正常运作。三峡大学科技学院毕业设计（论文）稿纸第 22 页 共 37 页4 模具冷却系统的计算模具冷却系统的计算4.1 冷却水路的