自行车手机支架卡扣注塑模具设计【任务书+UG+CAD+说明书】.rar

江苏联合职业技术学院淮安分院毕业设计（论文）（2024 届）设计（作业）题目 自行车手机支架卡扣注塑模具设计 专业系 机电工程系 专 业 班级 学号 学生姓名 起讫日期 2023 年 11 月 25 日2024 年 3 月 31 日 地点 淮安分院 指导教师 职称 2024 年 3 月 31 日江苏联合职业技术学院淮安分院教务处制 2江苏联合职业技术学院淮安分院毕业设计（作业）任务书学生姓名 同课题人员 指导教师 职称 工作单位 淮安分院 毕业设计（论文）题目 自行车手机支架卡扣注塑模具设计 课题简介模具是一系列装备制造的来源，也就是基础，一直以来，模具就有“工业之母”的称号。我国三分之一的首次加工的工业类产品零件，以及一大半的要求精度比较高的精密零件也是用模具制造而成的。此次课题自行车手机支架卡扣来源于日常生活，我们学习了利用设计模具通过CAD/CAM 技术来降低设计成本减少设计周期为相似零件奠定基础具有很有价值的参考作用。内容及要求本课题要求学生在传统注塑成型技术的基础上，采用新的注塑成型工艺方法，对自行车手机支架卡扣的注塑模具进行设计。具体要求：在方案确定之前，找机会，到注塑模具生产制造相关单位去调研，同时按照产品相关参数要求，查阅、收集注塑模具设计的相关资料；分析零件成形的工艺过程、制品的基本参数的计算、注射机的选用以及模具选型和结构的确定；在规定时间内独立完成该模具成型的理论分析，方案论证，相关尺寸、数据的计算与验证等工作；采用 UG 或其它软件对该注塑模具进行结构设计、实体建模，最终设计出模具的总装配图和相关零件图；按照学校毕业设计的要求，撰写毕业设计说明书。3毕业设计（论文）进度计划起讫日期工 作 内 容备 注第 1-2 周资料查找、搜集、整理,毕业设计任务书确定第 3 周注塑模整体设计工艺分析第 4-5 周注塑模整体设计方案确定第 6 周模具结构设计第 7-11 周绘图，设计图纸绘制第12-14周毕业设计说明书书写 收集资料及主要参考文献序号名 称作 者出 版 单 位1现代模具设计制造理论周雄辉上海:上海交通大学出版社2塑料模设计手册（第 3 版）刘彩英北京：机械工业出版社3塑料模具设计与制造毕大森北京：高等教育出版社4基于 UG NX 软件的注塑模具设计陈桂华漯河职业技术学院学报5机械工程材料王章忠北京：机械工业出版社6模具制造工艺张荣清北京：高等教育出版社指导教师签字 年 月 日指导小组组长签字 年 月 日说明：任务书内容按实际情况填写，可根据本表格重新打印。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）1 江苏联合职业技术学院淮安分院毕业设计（论文）（2024 届）设计（作业）题目 专业系 机电工程系 专 业 班级 学号 学生姓名 起讫日期 2023 年 11 月 25 日2024 年 3 月 31 日 地点 淮安分院 指导教师 职称 2024 年 3 月 31 日江苏联合职业技术学院淮安分院教务处制江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）2摘 要摘 要此次设计项目的核心目标是为自行车手机支架卡扣创建一个注塑模具。在模具制造过程中，根据客户要求设计出不同类型的产品，以满足市场需要。在掌握了模具设计的相关知识后，我们首先对塑料件的注塑成型工艺进行了深入的分析。其次对塑件的外观质量进行检测与评估。我们对塑件的使用环境和性能需求进行了深入分析，并选择了最适合的塑件原材料。经过一系列相关计算，我们选择了最合适的成型设备，并确定了包括注射时间、温度和压力在内的关键成型工艺参数，以确保塑件的顺利生产。其次对型芯部分的浇口位置、型腔尺寸以及冷却系统的布置方式等进行设计。在设计模具的具体结构时，除了需要考虑理论知识外，还必须考虑到实际生产的需求。模具的主要结构包括成型零件的设计、浇注系统的设计、冷却机构的设计、顶出机构的设计、导向机构的设计等。另外还需要对各个部分之间的连接关系进行详细说明。在设计阶段，有必要对相关的参数进行详细的校验。本文结合注塑模具结构设计实例，详细介绍了模具设计要点，其中重点讲述了浇口位置的设置、分型面形状的选取以及脱模方式的选用。最终，我们依据设计出的模具结构，对选定的注射机参数进行了详细的校验和计算，并据此绘制了装配图和各零件的图纸。在本次设计的自行车手机支架卡扣模具中，我们选择了一模两腔的模具设计。浇口是侧浇口形式，而脱模则采用了最常见的顶杆推出方式。此外，塑件具有侧孔结构，需要使用斜导柱抽芯成型技术，而模具的冷却则采用了常规的水冷却方法。关键词：自行车手机支架卡扣；注塑模具；一模两腔；注射成型江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）3ABSTRACTThe requirement of this design is to design a set of injection mold for socket waterproof protective cover.Firstly,the injection molding process of plastic parts is analyzed through the knowledge of mold design.Analyze the use environment and performance requirements of plastic parts,select appropriate raw materials of plastic parts,select appropriate molding equipment through relevant calculation,and determine the molding process parameters including injection time,temperature and pressure,so as to carry out the production of plastic parts.Then design the specific structure of the mold.In this process,we should not only consider the theoretical knowledge,but also combine the actual production needs.The main structure of the mold includes the design of forming parts,the design of gating system,the design of cooling mechanism,the design of ejection mechanism,the design of guiding mechanism and so on.In the design process,relevant parameters need to be checked.Finally,the parameters of the selected injection machine are checked and calculated according to the designed mold structure,and the assembly drawing and part drawing are drawn.The first mock exam is designed to adopt a two cavity mold structure.The gate is made of point gate.The most common ejector pin is ejection.The plastic part has side hole structure.The inclined guide pillar core pulling is adopted,and the mold cooling is conventional water cooling.Key words:socket waterproof protective cover;Injection mould;The first mock exam is two cavities.injection molding江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）4目录摘 要.2目录.51.1 选题背景.61.2 设计内容和意义.7第二章 塑件的工艺性分析.92.1 设计任务书.92.2 塑件的结构工艺性分析.92.2.1 塑件的几何形状分析.92.2.2 塑件原材料的成型特性分析.102.2.3 塑件的结构工艺性分析.112.2.4 塑件的生产批量.112.2.5 初选注射机.11第三章 分型面及浇注系统的设计.153.1 分型面的选择.153.2 定位圈与主流道设计.153.3 分流道设计.163.4 浇口设计.17第四章 模具设计方案论证.184.1 型腔布置.184.2 成型零件的结构确定.184.2.1 凹模设计.184.2.2 型芯设计.194.2.3 对于导向机构零部件的设计.194.3 模架的确定.20第五章 主要零部件的设计计算.225.1 注塑模成型零件工作尺寸计算.225.2 塑件收缩率.22江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）55.3 型芯及型腔的尺寸计算.225.4 脱模机构设计.23第六章 侧向分型与抽芯机构的设计.26第七章 冷却系统的设计.287.1 冷却管道的工艺.287.2 冷却水道的结构设计.28第 8 章 注射机有关参数的校核.308.1 注射质量校核.308.2 注射压力校核.308.3 锁模力校核.308.4 模具平面尺寸校核.318.5 模具高度尺寸校核.318.6 开模行程校核.31结论.32参考文献.33致 谢.34江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）6第一章第一章 前言前言1.1 选题背景1.1 选题背景注塑模具在多个行业中有着广泛的应用，因为它能够一次性制造出结构复杂且对质量有高要求的部件。因此，注塑模具的进步对于社会整体的进步都是至关重要的。在模具制造过程中，根据客户要求设计出不同类型的产品，以满足市场需要。在过去的几年中，为了推动模具产业的进步，我国培育了众多的尖端技术人才，并从国外引进了大量的先进技术。这使得我国在注塑模具的发展上取得了显著的进步。无论是在数量、质量还是技术精度上，我国都有了显著的提升。然而，由于某些技术的限制和高端人才的短缺，我国的模具制造技术仍然无法与德国、日本等国相媲美，仍有很大的发展潜力。一些高端的模具仍然需要通过进口来实现。相较于国外模具的发展水平，显而易见的是，一些发达国家已经建立了模具集成管理的数据库，并且已经实现了注塑设备的智能化，同时设备的制造和生产也基本达到了标准化的标准。在国外的先进技术的影响下，我国的模具企业得到了快速的进步。与中国当前的发展状况相比，模具制造领域的产品种类日益丰富，无论是产品质量还是成型工艺都有了显著的进步。然而，由于技术人才的短缺、设备不完备和供需失衡等问题，这些都制约了我国模具产业的进一步发展。在未来，我国的模具行业将呈现一个持续上升的发展趋势。为了确保我国注塑模具行业能够持续并稳定地发展，我们设定了以下几个主要的发展任务和目标：首先，注塑产品将朝着更大规模、更高品质和更标准化的方向发展，并努力提高高效益和高品质模具的占比；二、正如之前所提及的，我国在模具标准化方面与发达国家仍存在一定的差距。因此，当前最紧迫的任务是制定一套适应中国发展需求的相关行业国家标准，以便更好地推动和规范模具行业的进步；三、除了上述内容，我们还计划积极推广先进的科技手段，以提高模具制造的质量，例如微注塑成型、气体辅助成型和热流道技术等；四、随着各种产品需求的不断增加，我们迫切需要加速多种小批量产品的成型技术；五、增加财政资金支持，致力于提升企业管理质量，并为模具产业培育更多的专业技术人才。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）71.2 设计内容和意义1.2 设计内容和意义此次的设计以自行车手机支架卡扣注塑模具为核心，涵盖了成型工艺的深入分析，以及模具结构的详细设计和组装过程。从目前来看，模具已经成为生产过程中最主要的加工设备之一。将从书籍中学到的理论知识应用到本次设计中，设计过程中使用的公式、数据和标准件的选择大多来源于教科书。这样就使设计具有了很强的针对性，也有利于提高产品的质量。此外，本次设计中所采用的软件工具，如 UG、CAD 等，都是为了加强和应用我们所掌握的知识。UG 实际上是 Unigraphics NX 的缩写，它是目前广泛使用的参数化软件之一。它主要用来建立各种三维模型以及进行二维工程图绘制，并能对所得到的图形文件进行修改。由于它具备出色的模块化功能和用户友好的界面设计，因此在家电、IT、机械、汽车和船舶等多个行业中得到了广泛应用。在模具制造方面的应用更是非常多，例如注塑模具、冲压件、冷挤压件、拉深成形、弯曲成形、拉伸成型、冲压翻边等。UG 在模具产业中最常用的功能是其自动分模功能。UG 包括专门为注塑设计设计的模块，其中包括标准部件和模架库，这些功能的应用能帮助设计师节约大量时间。此外，UG 还为设计师提供了完整的模具设计流程，涵盖了分模、排序布局、浇筑系统设计、冷却机制设计以及模架加载等多个方面，这有助于他们完成中到高难度的模具设计任务。1、这一次的设计主题:自行车手机支架卡扣的成型技术和注塑模具的设计。模具采用分体式结构，由上模板，下模板及固定在其两侧的两个冲头组成。经过这一次的设计经验，我对模具设计的整体流程有了深入的了解，熟练掌握了模具设计技巧，并能够熟练操作如 UG 和 CAD 这样的常用绘图软件。2.这一次设计的深远意义:在本次课题的设计研究中，CAD、UG 等软件是必不可少的。通过这次的设计实践，我能够更加熟练地操作这些软件，同时也是对书本上关于模具设计理论知识的一次回顾。它主要用来建立各种三维模型以及进行二维工程图绘制，并能对所得到的图形文件进行修改。这使我能够更加深入地理解模具设计的各个步骤和技巧，这不仅是对我个人学习能力的一次锻炼，也为我未来步入职场奠定了坚实的基础。通过这次实习活动，使我在工作中更加得心应手。通过这一轮的实践江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）8性学习，不仅能够加强我们对理论知识的掌握，同时也对我们利用这些书本上的知识来解决实际问题具有极大的价值。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）9第二章 塑件的工艺性分析2.1 设计任务书2.1 设计任务书在这个研究课题中，我们对塑料自行车手机支架卡扣体这一塑件以及模具的结构要求进行了全面的分析。基于这些分析，我们制定了一个完整的设计方案，并运用所掌握的相关知识对注塑模具的结构进行了设计。此外，我们还对一些关键的零部件进行了详细的计算和分析，并为成型零件制定了工艺设计。同时，我们还使用了 autoCAD、UG 等绘图软件来绘制模具的装配图和零件图。2.2 塑件的结构工艺性分析2.2 塑件的结构工艺性分析2.2.1 塑件的几何形状分析塑件的几何形状分析通过 UG 三维建图，自行车手机支架卡扣的三维图如图 2-1 所示。图 2-1 自行车手机支架卡扣体的三维图 江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）10图 2-2 塑件工程图2.2.2 塑件原材料的成型特性分析塑件原材料的成型特性分析经过对塑件的使用环境和成型条件的深入分析，并考虑其经济效益，我们最后选择了常用的 ABS 作为塑件的材料。对其进行结构设计后，通过注塑工艺试验来研究不同注射温度、模具温度、保压压力以及冷却时间对制件质量的影响情况，得出最优方案。首先，由于 ABS 具有出色的抗冲击性，无论在高温还是低温环境下，其性能都表现得相当出色。其次是其耐热性能也很好，并且耐冲击性好。此江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）11外，该产品具有很高的加工稳定性，在生产过程中，所加工出的产品不仅尺寸精准，而且表面非常光滑。所以它是一种非常优秀的塑料。此外，由 ABS 材料制成的产品在后期具有良好的上色性能，并且可以进一步进行焊接、电镀等后续处理。表 2-1 ABS 成型工艺参数参考特性内容特性内容注射机类型螺杆式）保压时间（s6020喷嘴形式直通式）注射时间（s50喷嘴温度（）190170）冷却时间（s5015模具温度（）8040）成型周期（s12040）保压力（MPa6050后段温度（）170160）注射压力（MPa12070中段温度（）200180）螺杆转速（min/r6030前段温度（）2202002.2.3 塑件的结构工艺性分析塑件的结构工艺性分析（1）对塑料部件的尺寸精确度进行了分析这个塑料件的所有尺寸都是没有加入公差的自由尺寸，可以根据 MT5 标准来确定公差。（2）对塑件表面的质量进行了分析这件塑料制品在外观上必须没有凹痕、溢出等显著的瑕疵。（3）对塑料部件的结构和工艺特性进行了分析在自行车手机支架卡扣体结构设计中，存在两个方向的侧凹设计，这需要配备抽芯装置，并要求采用一模多腔的成型方法。通过使用双分型面的侧浇口，可以更有效地提升部件的外观质量。（4）脱模时的倾斜角度为了方便塑件从模具中取出或从塑件内部取出型芯，在设计阶段必须确保塑件的内外壁具有足够的脱模斜度。本文介绍一种简单、实用的方法利用拉深江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）12工艺来确定出合理的脱模斜角度。选择此产品时，脱模的斜度定为 1o。（5）塑料部件的壁厚度塑件的壁厚设计主要是基于塑件的实际使用需求，如其强度、刚度、绝缘特性、重量、尺寸的稳定性以及与其他部件的组装关系。在确定合理壁厚时必须兼顾这些因素，才能获得良好的使用性能。经过全面的考量，我们选择了 2mm 作为本制品的壁厚，并努力确保壁厚的均匀性。2.2.4 塑件的生产批量塑件的生产批量这个塑料件具有较大的体积，因此最适合使用一模两腔、快速脱模和成型周期不应过长的模具，同时模具的造价也需要适当控制。2.2.5 初选注射机初选注射机1.计算塑件体积或重量用 UG 建模分析知塑件体积为 V9.75，ABS 的密度为 1.05g/，所以塑件的质量 m=V=1.059.75=10.24g。图 2.2 塑件体积2.注射机的选择因为零件深度较大，且采用单分型面模具，模具高度较高，结合塑件体积等，初步选择注射机为 XS-ZY-125，其工艺参数如下表 2-2表 2-2 XS-ZY-125 型注射机相关数据注塑机型号125-ZY-XS3cm3cm江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）13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 合模方式机械液压液压泵流量12L/min、100 压力6.5Mpa电动机功率11KW加热功率KW5机器外形尺寸550mm3340X750X13.型腔数目的确定江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）14在确定适当的成型腔数量时，需要考虑以下几个关键因素:（1）基于注射机能够达到的最大注射量进行考量:在模具设计中，确定型腔的数量被视为一个最终的项目。在考虑注塑机的各种规格和性能时，我们首先要关注制品的精确度需求和模具的制造成本。基于机床的注塑性能，每一次的注射总量都不应超出注塑机总注塑量的 80%。根据塑件结构及工艺参数确定型腔尺寸和浇口位置。根据公式 件浇WWSN8.0 式中 N型腔数 S注塑机的注塑量（g）W浇浇注系统的重量（g）W件塑件重量（g）初定注射机为 XS-ZY-125 型，该注射机的注射量为 125cm3，即 S=125，初步估计浇注系统的体积为 10cm，即 浇W=10.5g，塑件的重量 件W=10.24g.代入数据得 24.105.101258.0N8.748.742因此，模具的型腔数初定为 2 合理。（2）根据塑件的精度考虑：考虑到塑件的制造精度，普遍的观点是，每当模具中增加一个型腔，制成的产品的精度会减少 40%，而多型腔模具的制作精度和塑件的制造精度都会受到影响。根据塑件结构及工艺参数确定型腔尺寸和浇口位置。在制造多型腔的过程中，其制造精度和塑件的精度都相对较低。因此在多型腔模具生产时，往往是先设计多型模后再加工出零件。这种制品对表面精度的要求相对较低，但其表面必须是平滑的，因此不太适合使用多型腔设计。对于一些较复杂形状和尺寸较大的零件，采用多模腔体可以提高其表面质量和生产效率。然而，使用一模一腔的方式可能会导致产品成本的上升。若模具结构复杂，则生产效率就很难提高。因此，在计算型腔数的时候，如果不全面考虑各种因素，并在精度要求一般的前提下，江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）15应尽量避免使用一模一腔的方法。本文介绍一种既经济又实用的模具结构型式一模二腔式。一个模具和两个腔体都能达到所需的精度标准。（3）考虑到塑料件的生产量:对于试制或小批量的塑料件，建议使用单型腔或少型腔，而在大批量的情况下，建议使用多型腔。在保证强度的条件下尽量选用较小尺寸的薄壁零件。由于该塑料件是大规模生产的，因此建议使用多个型腔。综合考虑上述三个方面的因素后，该模具的型腔数量被确定为两个。4.设定注射成型过程中的技术参数基于该塑件的独特结构和 ABS 的成型特性，通过查阅相关资料，我们初步确定了塑件的注射成型技术参数:表 2-2 ABS 注射成型的工艺参数塑 料 ABS注射机类型 螺杆式螺杆转速/(r/min)3060模具温度/5070注射压力/MPa 7090保压压力/MPa 5070注射时间/s 35保压时间/s 1530冷却时间/s 1530 成型周期/s 4070江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）16第三章第三章 分型面及浇注系统的设计分型面及浇注系统的设计3.1 分型面的选择3.1 分型面的选择在选择分型面时，存在许多基本原则，以下五点是简要的总结:（1）这有助于产品从模具中脱离（2）这有助于确保产品的尺寸精确度（3）这样做有助于维护产品的外观质量（4）这有助于简化模具的结构设计（5）这有助于简化模具的制造过程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的实际需求来做出决策。本次的设计考虑到了塑料件的外观标准，因此选择了二次分型的模具。通过分析塑件特点，选择了合适的定模型型。在这之中，定模的主芯具有细长的尺寸和较大的缠绕力量。在分型过程中，固定模板首先使固定模具的主芯移动一定的距离，这样可以减少塑件对主芯的包绕力，并解决了一般注射模结构中固定模芯脱模导致的塑件拉伸裂纹或拉伸变形的问题。当型腔内填充完材料以后，滑块开始向中心方向滑动。过了一段时期，滑块开始移位。当移动至预定位置时，固定模芯停止前进，同时，动模板与活动模芯同步向前移动一段距离，使其位于定模板上方。此刻，与固定模型芯相比，运动模型芯所承受的缠绕力明显更大。通过调整固定模板与固定模具之间的间距，使两者间保持合适的间隙，可以防止动、静模芯产生相互干涉而导致的塑件拉裂现象发生。我们可以确定固态塑料部件是固定在动态模芯上的，并在此基础上完成塑件的分类和推出。图 3.1 分型面的确定江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）173.2 定位圈与主流道设计3.2 定位圈与主流道设计定位圈的主要功能是确保注射机在注射过程中保持稳定，同时也起到了固定浇口套的作用。由于塑料本身的特性，所以在加工时必须保证其形状和位置准确可靠才能满足产品要求，因此要正确选择定位圈的规格和型号。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。定位圈为薄壁零件，其内径通常是由外径和壁厚共同构成，因此要求有一定的强度。通常所使用的 45#钢材料，在硬度方面经过淬火处理。定位圈与浇口套之间的9/9 fH间隙匹配，与注射机的定位孔的11/11 fH间隙匹配。在注射时由于模具型腔内液体压力的作用将其紧压到定位孔内，并使之保持一定位置。只需使用螺钉和定模座板进行固定。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。通过分析塑件特点，选择了合适的定模型型。定模座板与浇口套所使用的6/7 mH间隙匹配方式。主流道的球面配合的高度为mmh5关于主流道的一些计算如下：主流道的球面半径：mmmmmmSR1311221）（注射机喷嘴球头半径主流道的大端直径：mmdLD8.754tan202tan2主流道小端的直径：mmmmmmd51415.0）（注射机喷嘴口尺寸主流道的冷凝料体积为：)(65.012/)558.78.7(2014.312/)(32222cmdDdDLV 主流道的当量半径为：mmdDR2.34/)58.7(4/）（当主流道跟分流道的连接处设置半径为 3 毫米的圆角过渡，以便实现更好的成型效果。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）183.3 分流道设计3.3 分流道设计分流道被安置在分型面之上，设计分流道需要考虑几个关键因素，其中最关键的一环是要尽量缩短分流道的长度，这将有助于降低注射压力和减少物料的损耗。在模具型腔上设有一个与模孔相配合的导向柱，并将其定位在型芯中，从而实现了整个成型过程中对产品表面的保护作用。分流道的截面设计有多种不同的形态，这些形态会因塑料和模具的结构差异而有所不同，并且与浇口的种类紧密相关。在本次设计中，我们选择了侧浇口，因此分流道的截面被设计为 U 形，而流道的直径可以参考下面的表格:表 3-1 一般的流道直径尺寸树脂mm/流道直径ASABS/5.98.4POM5.92.3PMMA5.90.8P A5.96.1PC5.98.4PE5.96.1PS5.92.33.4 浇口设计3.4 浇口设计浇口是浇注系统的最后一个环节，其目的是确保熔料能够以最快的速率流入型腔，并迅速进行冷却封闭，以防止未完全冷却的溶体回流。另外还要保证型腔中流动速度足够快，以避免熔体从中间区域流出造成热量损失和塑件变形。由于自行车手机支架卡扣部件的结构以及抽芯的需求，本次设计选择了侧浇口作为最江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）19佳方案。在使用点胶工艺时，需要将胶液通过浇口注入到模仁内部。一旦产品从模具中被推出，浇口能够自动切断，从而顺利满足自动化生产的需求。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）20第四章第四章 模具设计方案论证模具设计方案论证4.1 型腔布置4.1 型腔布置当我们进行型腔数量的设计时，首要任务是确保塑件的结构和产品的精确度，接下来，我们还需要关注生产的经济效益和自动化生产的标准。浇口一般都设置在铸件上，而且浇口必须能保证与型壳内壁紧密贴合。在这次的塑料结构设计分析中，我们选择了抽芯方式，并考虑到产品精度的高要求，因此决定使用一模两腔的模具设计。通过对注塑件进行浇注系统设置、浇口位置选择等工作，最终得到了一个满足实际需求的型芯及成型零件。在确定了型腔的数量后，型腔的布局通常被划分为平衡型和非平衡型两大类。平衡式的主要目的在于减少浇口数目，从而降低注射压力。由于自行车手机支架卡扣设计为方形壳体，因此一模两腔是采用中间分布的方式。图 4-1 型腔结构排布4.2 成型零件的结构确定4.2 成型零件的结构确定在整个模具结构中，成型部件占据了至关重要的位置，这包括型腔和型芯。在模具制造过程中，成型零件的质量好坏决定了产品的品质优劣。由于塑件的形状和复杂性各异，它们与塑件表面有直接的接触，因此对于成型零件的表面粗糙度和精度有着极高的要求。由于塑件结构复杂、外形复杂且具有较多几何参数等特点，所以在模具设计时必须考虑其结构复杂性和制造难度。因此，对于成型零件的设计显得尤为关键，不仅要确保其易于制造，还需满足塑件的尺寸和精度标准。成型零件一般由薄壁或复杂的型材组成。此外，它必须具备充分的压力承载江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）21能力，因此成型的部件必须具备适当的强度和硬度。另外还必须具有良好的耐磨性和抗疲劳度。考虑到当前行业的使用标准，我们选择了 C12MoV 这种材料，并将其热处理到大约 52HRC 的水平，这样就能满足生产的需求。4.2.1 凹模设计凹模设计型腔是用于塑造塑件外部形态的模具组件，并会根据塑件的复杂性来决定是采用整体设计还是组合设计。在模具制造过程中，成型零件的质量好坏决定了产品的品质优劣。由于塑件的外部结构相对简洁，所以本次设计选择了整体式设计。图 4.2.凹模设计4.2.2 型芯设计型芯设计型芯是用于成型零件内部表面的模具部件，通常会根据需要成型的塑料件的结构复杂性，分为组合式和整体式两种。一般情况下，整体式比较容易加工出高质量的制品。在本次设计中，自行车手机支架卡扣内部结构相对简洁，因此选择了整体式的型芯设计，这不仅便于加工，还有助于确保模具的整体强度。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）22图 4-3 型芯设计4.2.3 对于导向机构零部件的设计对于导向机构零部件的设计导向柱的使用需要依赖多个模板，并且导向柱的高度应稍微超过模板的10mm，以确保核心的安全12。由于型腔形状复杂，因此型芯模具的制造难度较大。此外，导柱的活动端使用了间隙配合技术（H7/F7），而固定端则选择了阶梯式的固定方式，并展现出了一种过渡性的配合关系（H7/K6）。表 4 导柱直径和模板外形尺寸的关系模板外形尺寸d导柱直径150162001501816250200201830025025204003003025500400353060050040358006005040100080060江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）23根据以上计算估算，本次整体尺寸约为 350400mm，故导柱直径为 30mm，计算长度为 151mm。固定模式根据设计要求实施。材料为 T10A。图 4.5 导柱布置4.3 模架的确定4.3 模架的确定从型腔的布局来看，型腔内的嵌件尺寸分布为 250110，并且型腔侧壁的最小厚度是 25mm。由于导向柱在使用中容易出现磨损、变形等情况，因此对其进行了改进设计。考虑到导柱、导套和联接螺钉的布局位置，以及采用推件板推出等多方面的问题，最终决定使用龙记模架 CI3555，如图所示:确定各个模板的具体尺寸:1.关于 A 板的大小A 板是一个定模型腔板，其塑件的高度是 27mm，嵌入式凹模的底板厚度是10mm，定模板本身应该有一定的厚度，因此 A 板的厚度是 70mm。2.关于 B 板的大小江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）24B 板作为凸模（型芯）的固定板，其厚度被设定为 80mm3.C 的垫片大小按照标准的模架设计，C 垫片的尺寸被确定为 90mm。4.H 模架的整体高度H=301江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）25第五章第五章 主要零部件的设计计算主要零部件的设计计算5.1 注塑模成型零件工作尺寸计算5.1 注塑模成型零件工作尺寸计算成型部件的操作尺寸主要涵盖了型腔的径向尺寸、型腔的深度尺寸、型芯的径向尺寸以及型芯的高度尺寸。其中型腔的径向尺寸是指产品上各个部位与加工面之间的距离，它直接影响着产品的精度。在模具的制造过程中，通常的孔类尺寸会因为型腔的摩擦而变大，因此选择“+z”；而轴类的尺寸会因为型芯的摩擦而变小，因此选择“-z”。5.2 塑件收缩率5.2 塑件收缩率在确定成型部件的工作尺寸前，首先要考虑的因素是塑料部件的收缩率。这个收缩率的具体数值是基于塑料材料的选择，而原材料的收缩率通常有一个确定的范围。在制造过程中，我们通常会选择其平均值。其中型腔的径向尺寸是指产品上各个部位与加工面之间的距离，它直接影响着产品的精度。在本次设计中，我们选择了 ABS 作为塑料材料。经过查阅相关资料，我们发现 ABS 的收缩率范围在 0.3%至 0.7%之间，因此，在本次设计中，塑件的收缩率最后被确定为0.5%。5.3 型芯及型腔的尺寸计算5.3 型芯及型腔的尺寸计算自行车手机支架卡扣采用了 ABS 作为材料，并根据尺寸精度的标准，选择了 MT5 级的公差，因此成型部件的径向和深度尺寸的修正系数都被设定在了适当的范围内75.05.0。如果是注塑制品则可以通过模具温度来确定，而对于其他类型的塑件来说，由于原材料不同，收缩率也会存在一定差异。以下是对成型部件尺寸的详细计算:（1）型腔零件的内形尺寸：043-1）（SDDM （6-1）（2）型腔零件的深度尺寸：032-1）（SHHM （6-2）（3）型芯零件的内形尺寸：043-1）（Sddm （6-3）（4）型芯零件的深度尺寸：032-1）（Shhm （6-4）公式里面：S塑料材料的收缩率江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）26 塑料制品的公差 模具零件公差所以型腔内形尺寸计算如下：29.0029.00017.6986.043)005.01(7043-1）（SDD17.0017.000177.2950.043)005.01(3043-1）（SDD型腔深度尺寸计算如下：09.0009.00035.728.032)005.01(5.732-1）（SHHM型芯内形尺寸计算如下：029.029.0017186.043)005.01(70431）（Sdd017.017.00153.3050.043)005.01(30431）（Sdd型芯深度尺寸计算如下：008.0008.0019.524.032)005.01(5321）（Shhm 5.4 脱模机构设计 5.4 脱模机构设计在这个设计里，我们使用了简易脱模机构里的顶杆脱模部分。由于该模具是由两个相同结构不同厚度的模腔组成，因此，需要分别进行尺寸测量及加工工艺研究。推杆推出机构具有结构简洁和推出稳定可靠的特点，由于塑件的四周各设有两个不穿透孔，这导致脱模时的阻力相对较大，因此在其四周配置了 11 个圆形顶杆。当产品需要脱模时顶杆会推动推杆向前运动，从而完成对制品的完全脱开动作，同时保证了产品外观质量和尺寸精度要求。顶杆设计为带有肩部的推杆，这有助于提高推杆在工作过程中的稳定性。同时通过改变推板和拉杆之间的间隙来实现对制品壁厚不同部位进行强制脱开，从而提高了塑件的合格率。此外，塑件的两侧倒扣设计是通过两根斜顶来联合推出的。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）27 图 5.1 推杆推杆的肩部被压在固定板的沉头孔和推板之间，并通过螺钉进行固定。肩部的高度和沉头孔的深度需要预留一定的余量。组装完成后，将固定板一同进行打磨，以确保高度一致，并避免在高度方向上的反复移动。脱模力的计算可以依照塑料成型工艺及模具设计的中式 2-24 标准来执行AKftESLF1.0)1()tan(cos22式中，F 为脱模力（N）；T 为塑料件的壁厚（mm）；E 是塑性弹性模量（MPa）。S 为塑料成型的平均收缩率（%）；L 为覆盖芯的长度（mm）；是塑料的泊松比，为脱模角度（）；f是塑料与钢之间的摩擦系数；r 是芯的平均半径（mm）；A 是塑料零件在垂直于模具开口方向的平面上的投影面积（mm）。当塑料零件底部有通孔时，项目 A 视为零。2K是由f和决定的无因次数，cossin12fK。江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）28代入数据得NmmMPammF1143)1cos1sin45.01()3.01()1tan45.0(1cos22%5.018005.114.32江苏联合职业技术学院毕业设计（论文）29第六章 侧向分型与抽芯机构的设计注塑机的开模方向是唯一的，因此所设计的模具也仅限于这一方向。然而，许多产品的侧壁可能存在通孔、凸台或凹槽等缺陷。因此，在这种情况下，设计抽芯机构变得尤为重要，必须在脱模前完成抽芯操作。一般的注塑模具都是采用侧浇口或者顶出结构来实现抽芯式的运动方式，但这些机构通常体积比较大，并且不能很好地满足一些特殊场合的需求。这是一种在塑料件完全脱模前完成抽芯，并在脱模后能够重新定位的机械结构，被称为侧向分型与抽芯机构。在这次的设计过程中，由于自行车手机支架卡扣侧面存在凹槽结构，因此必须设计抽芯机构才能成功成型。因此，需要对模具进行优化改进以提高生产效率。经过全面的分析，我们认为使用滑块和斜导柱的侧向抽芯机构是最合适的选择。本文首先介绍了