CAD图纸18张，说明书48页24000余字
摘要：本文详细介绍了TOP-HOUSING注射模具的设计。基于PRO/E建模，在完成塑件结构分析后，确定采用一模一腔、点浇口进料的三板式模具。根据基体尺寸，模架从标准模架库中调用。针对塑件两侧有四个侧凹，特优化设计了斜顶机构，并对该机构的加工工艺、使用效果进行了阐述。同时，本文对浇注系统、成型零件、脱模机构、斜顶杆侧抽芯机构、合模导向机构、温度调节系统、排气系统和部分零件的加工工艺也做了完整的设计计算。
关键词：注射模；点浇口；斜顶杆机构
The design of the TOP-HOUSING
Abstractt ：This text has introduced the design of the TOP-HOUSING injection mould in detail. Because of PRO/E modeling , after analyzing the structure of the TOP-HOUSING , confirms using a cavity ,point gate and three plate a mould. according to the matrices size, the mould shelf was choosed from the 3D mold base standard library. There were four concaves in both sides of moulding , so optimizing design the angle ejector maching ,and furthermore the producing technics,the appliation affects are discessed in detail. At the same time,in this text the feedsysterm, shaping part, drawing of patterns organization , Organization of ejection force.,shut mould lead organization , temperature control system , exhaust system and the technology analyse of some workparts were designed and calculated totally.
Key words： injection mould；point gate ；angle ejector machine
目录
前言．．．．１
一 塑件工艺分析．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1 塑件结构分析．．．．．．．．．．．．．．3
1.2材料成型工艺分析．．．．．．．．．．3
1.3脱模斜度的确定．．．．．．．．．．．．6
1.4拟定模具的结构形式．．．．．．．．7
1.4.1型腔数量的确定．．．．．．．．．7
1.4.2分型面的选择．．．．．．．．．．．7
1.4.3排气槽的设计．．．．．．．．．８
1.5 浇注系统的设计．．．．．．．．．．．９
1.5.1 流道设计．．．．．．．．．．．．．．９
1.5.2 主流道的设计．．．．．．．．．．９
1.5.3 主流道衬套的形式．．．１０
1.5.４ 分流道的设计．．．．．．．１０
1.5.5冷料井的设计．．．．．．．．．１２
1.5.6 浇口设计．．．．．．．．．．．．１２
二 注射机型号的确定．．．．．．．．．１３
2.1注射量的计算．．．．．．．．．．．．１３
2.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需要的锁模力计算．．．．１３
2.3注射机型号的确定．．．．．．．．１４
2.4注射机工艺参数的校核．．．．１５
2.4.1锁模力的校核．．．．．．．．１５
2.4.2最大注射量的校核．．．．１５
2.4.3开模行程的校核．．．．．．１５
三 成型零部件的结构设计和计算．．．．．．．．．．．．．．１６
３.1凹模结构设计．．．．．．．．．．．１６
３.2凸模结构设计．．．．．．．．．．．１６
3.3 小型芯的结构设计和定位．１７
３.４成型零件工作尺寸的计算１７
3.4.1按平均收缩率计算型腔尺寸．．．．．．．．．．．．１７
3.4.２按平均收缩率计算型芯尺寸．．．．．．．．．．．．１９
3.5 型腔壁厚计算．．．．．．．．．．．２０
3.5.1按刚度计算侧壁的厚度２１
3.5.2按刚度计算底板的厚度２２
四 模体（模架）的确定．．．．．．．２３
五 合模导向及定位机构设计．．．２４
５.1导柱导向机构．．．．．．．．．．．２４
5.1.1导柱设计．．．．．．．．．．．．２４
５.２导套设计．．．．．．．．．．．．．２５
５３斜导柱侧抽芯机构设计．．２６
5.３.１ 斜导柱尺寸．．．．．．．．２７
5.3.２ 斜导柱的布置．．．．．．．２７
六 脱模机构的设计和计算．．．．２８
６.1设计原则及分类．．．．．．．．２８
６.1.1脱模推出机构的设计原则．．．．．．．．２８
６.1.2脱模机构的分类．．．．．２８
６.2脱模阻力的计算．．．．．．．．．２９
６.3脱模机构的选用．．．．．．．．．３０
６.3.1制品推出的基本方式．３０
６.3.2塑件的推出机构．．．．．３０
６.３.３脱模板脱模机构．．．３１
七 内侧向分型抽芯机构设计．．．３２
7.1 内抽芯距的计算．．．．．．．３２
八 温度调节系统的设计和计算３１
８.1冷却系统的设计．．．．．．．．．３３
８.2冷却装置的设计要点．．．．３４
８.3冷却时间的计算．．．．．．．．３５
８.４冷却参数的计算．．．．．．．．３５
九 模具零件选材及制造工艺．．３７
９.1模具各零件的选材．．．．．．．３７
9.1.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材．．．．３７
９.１.２模板零件的选材．．．．３７
9.1.3 浇注系统零件的选材３８
9.1.4 导向零件的选材．．．．３８
９.2模具零件制造工艺．．．．．．３９
９.2.1结构件类零件工艺设计．．．．．．．．．．．．．３９
９.2.2模板类零件工艺设计．４０
９.3型腔类零件工艺设计．．．．．４１
十 模具工作过程与模具装配．．４３
1０.1模具装配．．．．．．．．．．．．．．４３
1０.2模具工作过程．．．．．．．．．．４４
`结论．４５
致谢．４６
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４７
一 塑件工艺分析
1.1 塑件结构分析
该塑件采用推板，推管推出，分别有一个外侧抽芯和两个内侧抽芯机构，开模时，动定模板分开塑件包紧在动模型芯上当达到一定的开模行程时，动定模板不动，啊注塑机的作用下推板开始向前运动，同时由于滑块和斜顶杆，推块的作用下，塑件被推出，由于自重吊落。本结构较简单，要求表面光滑、无明显的浇口痕迹，固采用限制性浇口（点浇口）。利用斜顶杆机构来实现侧抽芯。考虑到该塑件注射时要有一定的流动性，以及抗冲击性等因素所以选择ABS（ 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）。
塑件如下图所示：
塑件基本特性：
色调：不透明、灰色
材料：ABS
（ Acrylonitritle-Butadiene-Styrene copolymer 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）
厚度：约2mm（塑件不允许有裂纹和变形缺陷）
生产纲领：大批量
脱模斜度：0.5°
精度等级：MT3（一般精度，GB/T14486--1993标准）
1.2 材料成型工艺分析
（1）化学和物理性能：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成。每种单体都有不同性能：丙烯腈具有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，其收缩率为0.3~0.8%(在本设计中选用的收缩率为0.5％)。从形态上看，ABS是非结晶型材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的组成比例及两相中的分子结构，因此市场上产生了不同品质的ABS材料。不同品质的材料提供不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲性能等。
（2）成型特点：流动性中等，有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性及很高的冲击强度。
（3）注塑工艺及模具条件：
干燥处理： ABS吸湿性很强，注塑成型之前要进行充分干燥。 建议干燥条件：80-90℃下最少干燥2小时，且材料温度波动应保证小于0.1%。
熔化温度：210-280℃。建议温度：245℃。
模具温度：25-70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，模具温度较低则会导致成型制品的光洁度较低）
注射压力：50-100MPa。
注射速度：中等高速。
（4）典型应用范围：汽车仪表板、电话机壳体、打字机键盘、电冰箱及日常生活用品。
（5）ABS主要技术指标见下表1-1、1-2、1-3、1-4
表1-1 ABS的力学性能
材料性能 ABS 改性聚苯乙烯
屈服强度/MPa 50 33
抗拉强度/MPa 38 38
断裂伸长率/% 35 30.8
弯曲强度/MPa 80 56
弯曲弹性模量/GPa 1.4 1.8
抗压强度/ MPa 53 72
抗剪强度/ MPa 24 —
简支梁冲击强度(无缺口)/(kJ/m²) 261 89
简支梁冲击强度(缺口)/(kJ/m²) 11 14.4
布氏硬度HBS 9.7 9.8
表1-2 ABS的物理性能
材料性能 ABS ABS玻璃纤维增强
密度/(g/㎝³) 1.02～1.16 1.20～1.38
比体积/(㎝²/g) 0.86～0.98 0.72～0.83
吸水性/%(24小时)
长时间 0.2～0.4 0.1～0.7
透明度或透光度 — —
表1-3 ABS的热性能
材料性能 ABS ABS玻璃纤维增强
计算收缩率（%） 0.4～0.7 0.1～0.2
熔点(粘流温度)/℃ 130～160 —
热变形温度/℃ 45N/㎝²
180N/㎝² 90～108
83～103 116～121
112～116
线膨胀系数/(10-５/℃) 7.0 2.8
比热容/[J/(㎏•K)] 1470 —
热导率/[W/(m•K)] 0.263 0.263
燃烧性/(㎝/min) 慢 慢
表1-4 ABS塑料成形条件
材料性能 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）
密度（g/㎝³） 1.03～1.07
预热 温度（℃） 80～85
2～3
时间（h）
料筒
温度
（℃） 后段 150～170
165～180
180～200
中段
前段
喷嘴温度（℃） 170～180
模具温度（℃） 50～80
注射压力（MPa） 60～100
螺杆转速（r/min） 30
适用注射机类型 螺杆、柱塞均可
1.3 脱模斜度的确定
由于制品冷却后产生收缩时会紧紧包在凸模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤、擦毛等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。
实验研究表明，型芯斜度的确可降低制件顶出力。
图1-1总结了斜度对ABS塑模制件脱模力影响的实验研究结果。
图1－1
综合各种因素，本设计ABS的脱模斜度取0.5°。
1.4 拟定模具的结构形式
1.4.1 型腔数量的确定
已知的体积V塑和质量W塑 ，又因为此产品属大批量生产的塑件，精度要求比较高、且单件加工生产综合考虑生产率和生产成本等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模一腔排布。由塑件的外形尺寸和机械加工的因素，确定采用大水口单型腔生产。
1.4.2 分型面的选择
分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。在封闭模腔中成型塑件，为了减小模腔中脱出时的阻力，要求塑件应带有适当的脱模斜度，也要求模具两半部分的接触面（即分型面）应相对于所成型的塑件，安排适当的位置，这就要正确的选择分型面。分型面的选择原则是：
（一） 便于塑件脱模
（1）应有利于侧面分型和抽芯；
（2）在开模时尽量使塑件留在动模内；
（3）应合理安排塑件在型腔中的方位；
（二）考虑和保证塑件的外观不遭损坏。
