莱芜职业技术学院机械与汽车工程系
2013届毕业生毕业论文
论文题目 闹钟后盖的注塑模具毕业论文
专 业 模具设计与制造
年 级 2010级
学 号 [1**********]6
学 生 姓 名 张飞
联 系 方 式
指 导 教 师 程燕
职 称： 教授
完 成 日 期： 2013年4月15日
绪 论
1.1国内外发展状况
1.1.1模具工业的概况 近年来，受国际金融危机影响，出现了全球范围内的市场萎缩，但
据有关资料表明，截止上半年，日本依然是世界压铸模具生产强国，其利润并未萎缩，竞争力依然强大。
据悉，在国际压铸模具市场竞争日趋激烈的情境下，日本压铸模具业也在努力降低生产成本。“现在日本压铸模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品”国际模协秘书长罗百辉表示，日本这种加快向国外转移的趋势，这使日本本国压铸模具使用量减少。
罗百辉分析称，由于日本、美国、德国等全球模具生产强国的国内需求逐渐衰退以及成本的增加，使得这些国家的模具制造商开始转移生产，并逐步开拓中国市场。希望藉由中国廉价的劳动力和材料采购成本来增加利润。但是这些国家的模具生产企业一旦东进，那么势必会使得其国家的模具设计及制造技术无形外流。这样就必须再次投入大笔的研发费用来加强其模具产品的竞争力，从而拉开其与中国模具产品的差异。 而从另一方面来看，虽然国外模具企业的进驻会在一定程度上加剧国内模具的竞争，但是这些高端模具企业的入驻也从另一个角度促进了国内模具的竞争意识，从而会加大技术改良提高整体模具制造水平。
在市场规模上，不论产值或国内需求以日本衰退最为明显。日本模具
厂商在技术上较重视抛光与研磨加工制程，德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手，以降低手工加工的时间。
我国模具企业创新能力大幅提高，技术水平向专、精、优、强方向发
展，涌现出许多高技术水平的精密冲压模具和新技术，从而推动行业进一步优化升级，模具产销量均已居国际前列，逆差进一步下降，产业发展势头迅猛。
模具行业产品结构调整加快，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代
表的技术含量较高模具的发展速度高于行业总体发展速度，占模具总量的35%左右。2007年模具出口增幅达35.73%，逆差进一步下降，进出口模具结构趋于合理，国产模具替代进口模具已成气候。
从行业结构看，民营企业快速发展，国有企业活力增强，面向市场
的专业模具厂家数量和能力提高较快，适应模具行业生产特点的冲压件加工模具集聚生产园区得到发展，中西部等模具工业欠发达地区有较大进步。
精密塑料冲压件加工模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型
腔小模数齿轮模具以及精度达5微米的7800腔塑封模具等。大型精密复杂压铸模已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。
目前从总体上来看，我国还只能称的上是冲压件加工模具生产大国
而并不能称的上是生产强国，产品与发达国家还有10年-15年差距，目前仍以中低档为主，我国的模具行业近年将在持续快速增长的同时，呈现以下特点：产品继续向着更加大型、精密、复杂及经济快速的方向发展，技术含量将不断提高，制造周期不断缩短，冲压件加工模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化和自动化方向发展，企业将进一步提升各方面的综合实力和核心竞争力。
1.1.2 我国模具工业和技术现状及地区分布
近几年，我国模具制造水平大幅度提高。一个国家的模具技术水平，已成为衡量
国家制造业水平的一个重要标志，也是保持这些国家的产品在国际市场上优势的核心竞争力。中国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理。相关机构预测到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据国际模协秘书长罗百辉介绍，这几年全球58%的模具是由德国等国家生产制造的，中国等亚洲国家的比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右。 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量
的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。由于现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。近年来，伴随着国产设备水平的不断提升，也有不少模具企业开始选择了国产机床。超精密镜面铣床、纳米级车铣复合中心、超精密数控车床等也已用于模具制造。不过有些高端设备主要还是靠国外进口。但现阶段我国模具制造业确实取得了显著的成功。据国际模协秘书长罗百辉介绍，我国以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的高水平的模具的比例已经达到了三分之一以上。 我们要想成为世界制造业大国，没有先进的模具工业是不行的。在这方面我们还有很长的路要走，还有很多东西要学。首要的一条是要重视模具行业的发展，不但要有先进的技术，更要重视模具行业的商品化，让模具行业从企业中走出来，成为一个具有市场竞争力的新兴行业。据国际模协秘书长罗百辉调查，欧洲模具设计和生产的时间要比中国快，但因中国的劳动力成本低，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧。当前，越来越多的外资制造企业看到日益发展的中国模具，纷纷加入到中国的模具市场，许多国际知名品牌的汽车模具、冲压模具、注塑模具企业也都进入中国，且进入中国市场的力度非常迅猛，速度也非常快。尤其是在我国的华南地区广东一带，港资、台资和外资制造企业规模已经发展很大，模具的销售总量成为中国最多的地区。国际模协秘书长罗百辉表示，外资企业进入中国市场，不仅将资金带到中国市场，而且带来了先进的技术、设备和工厂管理。国外模具企业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力。
随着模具制造工业在中国国民经济中的作用和地位的日益加强与提高，国家制造
行业把模具工业列为中国制造业之母，将模具制造业列为支撑中国制造业发展的一个最基本的基石。所以，国家政策支持为模具工业的发展提供了良好的社会环境和政策保障，提高了模具行业从业者的积极性和主动性，正确的产业政策产生了正确的引导作用，促进了我国模具工业技术水平的提高和骨干模具企业队伍的形成。
很多新兴的模具企业善于总结整个中国模具行业发展历程，从中吸取有价值的经
验教训，并将其消化吸收在企业的设计规划和发展战略中。国际模协秘书长罗百辉表
示，很多模具制造企业还很注重企业的品牌建设，注重企业的信息化建设，注重企业的国际化市场的开拓，并实现了模具的专业化生产。
以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具产值已占全国总量的
70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产较为集中的省份是广东和浙江。我国模具总量虽然已位居日、美、德之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等有差距。
注射闹钟后盖模具设计
内容提要
注射闹钟后盖模具设计中的零件形状较复杂，要保证制品的质量。首先，模具型
腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
注射模的基本组成是：定模机构，动模机构，浇注系统，导向装置，顶出机构，芯机构，冷却和加热装置，排气系统。
因注射模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。
关键字：塑料制品 复杂 质量 生产 注射 成型 浇口 型腔 型芯
目录
第一章 塑料的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
1.1 塑件成形工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数„„„„„„„„„„„„„4
第二章 注塑设备的选择…„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.1 估算塑件体积„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.2 选择注射机„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.3 模架的选定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
2.4 最大注射压力的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
第三章 塑料件的工艺尺寸的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.1 型腔的径向尺寸 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.2 型芯的计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.3 模具型腔壁厚的计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
第四章 浇注系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
4.1 主流道的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.2 冷料井的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.3 分流道的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.4 浇口的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
第五章 分型面的选择与排气系统的设计„„„„„„„„„„„„„„13
5.1 分型面的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
5.2 排气槽的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
第六章 合模导向机构的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
第七章 脱模机构的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15
第八章 温度调节系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
8.1 模具冷却系统的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
8.2 模具加热系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
第九章 模具的装配 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
9.1 模具的装配顺序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
9.2 开模过程分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 参考资料 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22
第一章 塑件的工艺分析
1.1 塑件成型工艺分析
如图1.1所示：
图1.1 闹钟后盖
闹钟后盖的形状较复杂，带有很多不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度。闹钟后盖的注塑材料首先选用ABS，闹钟的后盖绝大部分的决定了闹钟的重心的位置的所在。要很好的处理后盖壁厚的均匀，成型后收缩率的不一致，这样就必须有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后，发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。
1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指标：
密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14
收缩率 % 0.3~0.8
熔 点 ℃ 130~160
热变形温度 45N/cm 65~98
弯曲强度 Mpa 80
拉伸强度 MPa 35~49
拉伸弹性模量 GPa 1.8
弯曲弹性模量 Gpa 1.4
压缩强度 Mpa 18~39
缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
体积电阻系数 Ωcm 1013
击穿电压 Kv.mm-1 15
介电常数 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工艺参数:
注塑机类型：螺杆式
喷嘴形式： 通用式
料筒一区 150——170
料筒二区 180——190
料筒三区 200——210
喷嘴温度 180——190
模具温度 50——70
注塑压 60——100
保压 40——60
注塑时间 2——5
保压时间 5——10
冷却时间 5——15
周期 15——30
后处理 红外线烘箱
温度（70）
时间（0.3——1）
由为重要的是因为目前原油价格的下降，导致ABS的市场价格大幅度的下跌。
第二章 注塑设备的选择
2.1 估算塑件体积
估算塑件体积和质量：
该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，收缩率为，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为0.55﹪。
使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。
另预置浇道凝料为2 cm3因此估算塑件体积为9 cm3。
2.2 选择注射机
根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为SZ-40/25
注塑机的参数如下：
注塑机最大注塑量：40cm3
注塑压力：200/Mpa
注塑速率：50(g/s)
塑化能力：20(Kg/h)
锁模力：2500KN
注塑机拉行间距：250×250mm
顶出行程：55mm
最小模厚：130mm
最大模厚：220mm
模板行程：230mm
注塑机定位孔直径：55 mm
喷嘴球半径：SR10
2.3 模架的选定
根据塑件选定模架为：S2030—B—I—35—35—70。见图2.1：
2.4 最大注射压力的校核
闹钟后盖的原料为ABS，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为200 MPa，所以注射压力符合要求。
2.4.1最大注塑量的校核
注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：
0.8 V机 ≥ V塑＋V浇
式中 V机 ————注塑机的最大注塑量，40cm3
V塑————塑件的体积，该产品V塑＝18cm3
V浇————浇注系统体积，该产品V浇＝2cm3
故 V机≥（18+4）cm3
2.4.2锁模力校核
F锁﹥pA
式中 p————熔融型料在型腔内的压力，该产品
A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=4641
mm3
F锁————注塑机的额定锁模力。
故 F锁＞pA=200Mpa×4641 mm3
选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。
2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核
A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适
模具长×模具宽
B模具闭合高度校核
Hmin————注塑机允许最小模厚=130mm
Hmax————注塑机允许最大模厚=220mm
H——————模具闭合高度=180mm
故满足Hmax＞H＞Hmin。
（1） 开模行程校核
注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式：
S机————注塑机最大开模行程，230mm;
H1———顶出距离，16mm；
H2————包括浇注系统在内的塑件高度，52mm;
S机－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。
故：
230－(180－130)＞62＋(5～10)
满足条件
第三章 塑料件的工艺尺寸的计算
由于闹钟后盖须与前盖配合，所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有闹钟后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS的成型收缩率为0.4～0.7%,所以平均收缩率取S=0.5%
3.1 型腔的径向尺寸
（LM）0+δ=[（1+S）Ls-(0.5～0.75)△] 0+δ=[1.008×Ls-0.75△] 0+δ
其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△
为负偏差，S为塑料的平均收缩率，δz为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，
模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：
（一）、 Ls=81mm . 经计算得：LM=79.440+0.32mm;
(二)、 Ls=1mm . 经计算得：LM=0.79550+0.07mm;
(三)、 Ls=5.5mm . 经计算得：LM=5.3250+0.085mm;
(四)、 Ls=1.8mm . 经计算得：LM=1.5990+0.07mm;
(五)、 Ls=10mm . 经计算得：LM=9.780+0.1mm;
(六)、 Ls=7mm . 经计算得：LM=6.750+0.1mm;
(七)、 Ls=2mm . 经计算得：LM=1.8060+0.07mm;
(八)、 Ls=3mm . 经计算得：LM=2.8140+0.07mm;
(九)、 Ls=4mm . 经计算得：LM=3.7770+0.085mm;
(十)、 Ls=6mm . 经计算得：LM=5.7930+0.085mm;
(十一)、 Ls=8mm . 经计算得：LM=7.7640+0.0.1mm;
(十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=15.7230+0.14mm;
(十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=11.7960+0.01mm
3.2 型芯的计算
3.2.1 芯径向尺寸的计算：
LM=[（1+S）Ls+3/4△]-Ó0
其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入
数据得：
（一）、 Ls=81mm经计算得：LM=82.4050-0.32mm;
（二）、 Ls=1mm经计算得：LM=1.2150-0.07mm;
（三）、 Ls=5.5mm经计算得：LM=5.7450-0.085mm;
（四）、 Ls=1.8mm经计算得：LM=2.0190-0.07mm;
（五）、 Ls=10mm . 经计算得：LM=10.480-0.1mm
（六）、 Ls=7mm . 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;
（七）、 Ls=2mm . 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;
（八）、 Ls=3mm . 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;
（九）、 Ls=4mm . 经计算得：LM=4.2770-0.085mm;
（十）、 Ls=6mm . 经计算得：LM=6.3030-0.1mm;
(十一)、 Ls=8mm . 经计算得：LM=8.3640-0.1mm;
(十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;
(十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;
3.2.2 型芯高度尺寸的计算：
HM=[（1+S）Hs+3/4△] -Ó0,按六级精度制造
Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm;
3.3 [模具型腔壁厚的计算]
为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC≥55。可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33。
第四章 浇注系统的设计
在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：
（1） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。
（2） 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。
（3） 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4） 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角
落，及分流道尽可能平衡布置。
a) 满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。 b) 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的
残痕不应影响塑件的外观。
4.1 主流道设计
主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。
主流道的设计要点如下：
（1） 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设
计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。
（2） 主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，
r=1.5mm.
（3） 在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的
凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。
（4） 为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对
接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(1～2),其小端直径D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。
（5） 由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部
分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。同时因该闹钟后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。
4.2冷料井设计
冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料井。
4.3 分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。
4.3.1 分流道设计要点：
（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。
（2）.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。
（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，
定模板上，合模后形成分流道截面形状。
（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。
4.3.2 分流道的长度
分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。
4.3.3 分流道的断面
分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。
因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5(查表4-2)，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的份流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果，有利于补塑。
4.3.4 分流道的布局
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。
4.4 浇口选择
浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口位置的选择：
（1） 浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易
保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温
度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意
到这些适当值。
（2） 浇口设置应有利于排气和补塑。
（3） 浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气
腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，
整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而
设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。
（4） 浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷
的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置
浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流
程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框
形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强
度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强
度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入
溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕
产生。
（5） 浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。
因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有 利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于闹钟后盖的侧内壁与闹钟芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配。浇口套见图4.1：
图4.1浇口套
第五章 分型面的选择与排气系统的设计
5.1 分型面的选择
塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：
（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。
（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。
（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。
5.2 排气糟的设计
塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以
外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。
因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。
第六章 合模导向机构的设计
导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。
为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。
动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。
导柱、导套零件如下：
图6.2 导套 后磨平
第七章 脱模机构的设计
在对闹钟后盖塑件进行脱模是必须遵循以下原则：
1、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。
2、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。
3、为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。
4、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。
由于闹钟后盖为薄壁圆筒形塑件，用顶管、推板脱模机构和。为了缩短顶杆与型芯配合长度以减少磨擦，可以将顶管配合孔的后半段直径减少，一般减少3——5mm.这是最常用的一种脱模机构，这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，顶杆还可以参加塑件的成型，这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯。顶杆多用T8AV、T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra
值小于0.8微米，和顶杆孔呈H8/f8配合。
第八章 温度调节系统的设计
在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。
（1） 低的模具温度可降低塑件的收缩率。
（2） 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。
（3） 对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，
但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。
（4） 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降
低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开
裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时
间是有利的。
（5） 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。
在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度
因闹钟后盖使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满
等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。
总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。
对温度调节系统的要求：
（1） 确定加热或是冷却；
（2） 模温均一，塑件各部分同时冷却；
（3） 采用低的模温，快速且大量通冷却水；
温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。
8.1 模具冷却系统的设计
根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm.
另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：
1、 浇口处加强冷却；
2、 冷却水孔到型腔表面的距离相等；
3、 冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；
4、 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。
5、 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在
注塑机的背面。
6、 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。
而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。
8.2 模具加热系统的设计
因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为50——70，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。
第九章 模 具 的 装 配
塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。
浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.05——0.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。
9.1 模具的装配顺序
（1）确定装配基准；
（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；
（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。
（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；
（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；
（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；
（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 ① 模具预热
模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。
② 筒和喷嘴的加热
根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。
③ 工艺参数的选择和调整
根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。
④ 注塑
在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。
（8）模具的维护
模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。
最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。
9.2 开模过程分析
注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位。以免顶杆碰到型腔，损坏模具。
致 谢
本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 还记得刚开始接触到论文题目，确定论文写作方向时候的迷惘。是我尊敬的导师，程燕老师给予了我亲切的关怀和悉心的指导。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。使我把握了论文的整体思路，写作方向和写作重点，进而顺利的完成了写作工作。在此我向程燕老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时我还要感谢同学们，感谢大家在我遇到困难和疑惑时真诚的帮助我、支持我。这次毕业论文能够最终顺利完成，也归功于他们的认真负责，使我能够很好的掌握专业知识，并在论文中得以体现。同时也非常感谢轻功职业技术学院各位老师的精心教诲。
由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。
参考文献
[1]高等教育出版社朱光力主编，《模具设计与制造实训》2006年04月；
[2]中国轻工业出版社贾润礼编，《实用注塑模具设计手册》2007年1月；
[3]中国轻工业出版社，孙凤琴编，《模具制造工艺与设备》2006年07月；
[4]机械工业出版社，《塑料模具技术手册》编委会1997年9月；
[5]《塑料模具技术手册》，机械工业出版社1997年9月；
[6] 上海科学技术出版社冯炳荛，蒋文森等编《模具设计与制造简明手册》2008年06月；
[7]《机械工业出版社》屈昌华主编，《塑料成型工艺与模具设计》2009年4月。
莱芜职业技术学院机械与汽车工程系
2013届毕业生毕业论文
论文题目 闹钟后盖的注塑模具毕业论文
专 业 模具设计与制造
年 级 2010级
学 号 [1**********]6
学 生 姓 名 张飞
联 系 方 式
指 导 教 师 程燕
职 称： 教授
完 成 日 期： 2013年4月15日
绪 论
1.1国内外发展状况
1.1.1模具工业的概况 近年来，受国际金融危机影响，出现了全球范围内的市场萎缩，但
据有关资料表明，截止上半年，日本依然是世界压铸模具生产强国，其利润并未萎缩，竞争力依然强大。
据悉，在国际压铸模具市场竞争日趋激烈的情境下，日本压铸模具业也在努力降低生产成本。“现在日本压铸模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品”国际模协秘书长罗百辉表示，日本这种加快向国外转移的趋势，这使日本本国压铸模具使用量减少。
罗百辉分析称，由于日本、美国、德国等全球模具生产强国的国内需求逐渐衰退以及成本的增加，使得这些国家的模具制造商开始转移生产，并逐步开拓中国市场。希望藉由中国廉价的劳动力和材料采购成本来增加利润。但是这些国家的模具生产企业一旦东进，那么势必会使得其国家的模具设计及制造技术无形外流。这样就必须再次投入大笔的研发费用来加强其模具产品的竞争力，从而拉开其与中国模具产品的差异。 而从另一方面来看，虽然国外模具企业的进驻会在一定程度上加剧国内模具的竞争，但是这些高端模具企业的入驻也从另一个角度促进了国内模具的竞争意识，从而会加大技术改良提高整体模具制造水平。
在市场规模上，不论产值或国内需求以日本衰退最为明显。日本模具
厂商在技术上较重视抛光与研磨加工制程，德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手，以降低手工加工的时间。
我国模具企业创新能力大幅提高，技术水平向专、精、优、强方向发
展，涌现出许多高技术水平的精密冲压模具和新技术，从而推动行业进一步优化升级，模具产销量均已居国际前列，逆差进一步下降，产业发展势头迅猛。
模具行业产品结构调整加快，以大型、精密、复杂、长寿命模具为代
表的技术含量较高模具的发展速度高于行业总体发展速度，占模具总量的35%左右。2007年模具出口增幅达35.73%，逆差进一步下降，进出口模具结构趋于合理，国产模具替代进口模具已成气候。
从行业结构看，民营企业快速发展，国有企业活力增强，面向市场
的专业模具厂家数量和能力提高较快，适应模具行业生产特点的冲压件加工模具集聚生产园区得到发展，中西部等模具工业欠发达地区有较大进步。
精密塑料冲压件加工模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型
腔小模数齿轮模具以及精度达5微米的7800腔塑封模具等。大型精密复杂压铸模已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。
目前从总体上来看，我国还只能称的上是冲压件加工模具生产大国
而并不能称的上是生产强国，产品与发达国家还有10年-15年差距，目前仍以中低档为主，我国的模具行业近年将在持续快速增长的同时，呈现以下特点：产品继续向着更加大型、精密、复杂及经济快速的方向发展，技术含量将不断提高，制造周期不断缩短，冲压件加工模具生产将继续朝着信息化、数字化、精细化、高速化和自动化方向发展，企业将进一步提升各方面的综合实力和核心竞争力。
1.1.2 我国模具工业和技术现状及地区分布
近几年，我国模具制造水平大幅度提高。一个国家的模具技术水平，已成为衡量
国家制造业水平的一个重要标志，也是保持这些国家的产品在国际市场上优势的核心竞争力。中国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理。相关机构预测到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。据国际模协秘书长罗百辉介绍，这几年全球58%的模具是由德国等国家生产制造的，中国等亚洲国家的比例只占到1%，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右。 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%—80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量
的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。由于现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。近年来，伴随着国产设备水平的不断提升，也有不少模具企业开始选择了国产机床。超精密镜面铣床、纳米级车铣复合中心、超精密数控车床等也已用于模具制造。不过有些高端设备主要还是靠国外进口。但现阶段我国模具制造业确实取得了显著的成功。据国际模协秘书长罗百辉介绍，我国以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的高水平的模具的比例已经达到了三分之一以上。 我们要想成为世界制造业大国，没有先进的模具工业是不行的。在这方面我们还有很长的路要走，还有很多东西要学。首要的一条是要重视模具行业的发展，不但要有先进的技术，更要重视模具行业的商品化，让模具行业从企业中走出来，成为一个具有市场竞争力的新兴行业。据国际模协秘书长罗百辉调查，欧洲模具设计和生产的时间要比中国快，但因中国的劳动力成本低，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧。当前，越来越多的外资制造企业看到日益发展的中国模具，纷纷加入到中国的模具市场，许多国际知名品牌的汽车模具、冲压模具、注塑模具企业也都进入中国，且进入中国市场的力度非常迅猛，速度也非常快。尤其是在我国的华南地区广东一带，港资、台资和外资制造企业规模已经发展很大，模具的销售总量成为中国最多的地区。国际模协秘书长罗百辉表示，外资企业进入中国市场，不仅将资金带到中国市场，而且带来了先进的技术、设备和工厂管理。国外模具企业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力。
随着模具制造工业在中国国民经济中的作用和地位的日益加强与提高，国家制造
行业把模具工业列为中国制造业之母，将模具制造业列为支撑中国制造业发展的一个最基本的基石。所以，国家政策支持为模具工业的发展提供了良好的社会环境和政策保障，提高了模具行业从业者的积极性和主动性，正确的产业政策产生了正确的引导作用，促进了我国模具工业技术水平的提高和骨干模具企业队伍的形成。
很多新兴的模具企业善于总结整个中国模具行业发展历程，从中吸取有价值的经
验教训，并将其消化吸收在企业的设计规划和发展战略中。国际模协秘书长罗百辉表
示，很多模具制造企业还很注重企业的品牌建设，注重企业的信息化建设，注重企业的国际化市场的开拓，并实现了模具的专业化生产。
以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具产值已占全国总量的
70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产较为集中的省份是广东和浙江。我国模具总量虽然已位居日、美、德之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等有差距。
注射闹钟后盖模具设计
内容提要
注射闹钟后盖模具设计中的零件形状较复杂，要保证制品的质量。首先，模具型
腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。
注射模的基本组成是：定模机构，动模机构，浇注系统，导向装置，顶出机构，芯机构，冷却和加热装置，排气系统。
因注射模成型的广泛适用，正是我这个设计的根本出发点。
关键字：塑料制品 复杂 质量 生产 注射 成型 浇口 型腔 型芯
目录
第一章 塑料的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
1.1 塑件成形工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数„„„„„„„„„„„„„4
第二章 注塑设备的选择…„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.1 估算塑件体积„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.2 选择注射机„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.3 模架的选定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
2.4 最大注射压力的校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
第三章 塑料件的工艺尺寸的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.1 型腔的径向尺寸 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.2 型芯的计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
3.3 模具型腔壁厚的计算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
第四章 浇注系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
4.1 主流道的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.2 冷料井的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
4.3 分流道的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
4.4 浇口的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
第五章 分型面的选择与排气系统的设计„„„„„„„„„„„„„„13
5.1 分型面的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
5.2 排气槽的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
第六章 合模导向机构的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
第七章 脱模机构的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15
第八章 温度调节系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
8.1 模具冷却系统的设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
8.2 模具加热系统的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
第九章 模具的装配 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
9.1 模具的装配顺序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
9.2 开模过程分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 参考资料 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22
第一章 塑件的工艺分析
1.1 塑件成型工艺分析
如图1.1所示：
图1.1 闹钟后盖
闹钟后盖的形状较复杂，带有很多不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具的加工带了很大的难度。闹钟后盖的注塑材料首先选用ABS，闹钟的后盖绝大部分的决定了闹钟的重心的位置的所在。要很好的处理后盖壁厚的均匀，成型后收缩率的不一致，这样就必须有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但应用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后，发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。
1.2 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指标：
密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14
收缩率 % 0.3~0.8
熔 点 ℃ 130~160
热变形温度 45N/cm 65~98
弯曲强度 Mpa 80
拉伸强度 MPa 35~49
拉伸弹性模量 GPa 1.8
弯曲弹性模量 Gpa 1.4
压缩强度 Mpa 18~39
缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
体积电阻系数 Ωcm 1013
击穿电压 Kv.mm-1 15
介电常数 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工艺参数:
注塑机类型：螺杆式
喷嘴形式： 通用式
料筒一区 150——170
料筒二区 180——190
料筒三区 200——210
喷嘴温度 180——190
模具温度 50——70
注塑压 60——100
保压 40——60
注塑时间 2——5
保压时间 5——10
冷却时间 5——15
周期 15——30
后处理 红外线烘箱
温度（70）
时间（0.3——1）
由为重要的是因为目前原油价格的下降，导致ABS的市场价格大幅度的下跌。
第二章 注塑设备的选择
2.1 估算塑件体积
估算塑件体积和质量：
该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.13-1.14g/cm3，收缩率为，计算其平均密度为1.135 g/cm3，平均收缩率为0.55﹪。
使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。
另预置浇道凝料为2 cm3因此估算塑件体积为9 cm3。
2.2 选择注射机
根据塑料制品的体积或质量，查书可选定注塑机型号为SZ-40/25
注塑机的参数如下：
注塑机最大注塑量：40cm3
注塑压力：200/Mpa
注塑速率：50(g/s)
塑化能力：20(Kg/h)
锁模力：2500KN
注塑机拉行间距：250×250mm
顶出行程：55mm
最小模厚：130mm
最大模厚：220mm
模板行程：230mm
注塑机定位孔直径：55 mm
喷嘴球半径：SR10
2.3 模架的选定
根据塑件选定模架为：S2030—B—I—35—35—70。见图2.1：
2.4 最大注射压力的校核
闹钟后盖的原料为ABS，所需注射为60-100MPa，而所选注射机压力为200 MPa，所以注射压力符合要求。
2.4.1最大注塑量的校核
注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：
0.8 V机 ≥ V塑＋V浇
式中 V机 ————注塑机的最大注塑量，40cm3
V塑————塑件的体积，该产品V塑＝18cm3
V浇————浇注系统体积，该产品V浇＝2cm3
故 V机≥（18+4）cm3
2.4.2锁模力校核
F锁﹥pA
式中 p————熔融型料在型腔内的压力，该产品
A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=4641
mm3
F锁————注塑机的额定锁模力。
故 F锁＞pA=200Mpa×4641 mm3
选定的注塑机的压力为2500KN，满足要求。
2.4.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核
A 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适
模具长×模具宽
B模具闭合高度校核
Hmin————注塑机允许最小模厚=130mm
Hmax————注塑机允许最大模厚=220mm
H——————模具闭合高度=180mm
故满足Hmax＞H＞Hmin。
（1） 开模行程校核
注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机），故注塑机的开模行程应满足下式：
S机————注塑机最大开模行程，230mm;
H1———顶出距离，16mm；
H2————包括浇注系统在内的塑件高度，52mm;
S机－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10)
因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。
故：
230－(180－130)＞62＋(5～10)
满足条件
第三章 塑料件的工艺尺寸的计算
由于闹钟后盖须与前盖配合，所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有闹钟后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS的成型收缩率为0.4～0.7%,所以平均收缩率取S=0.5%
3.1 型腔的径向尺寸
（LM）0+δ=[（1+S）Ls-(0.5～0.75)△] 0+δ=[1.008×Ls-0.75△] 0+δ
其中LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差△
为负偏差，S为塑料的平均收缩率，δz为模具成型零件的制造公差取1/4～1/6△，
模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：
（一）、 Ls=81mm . 经计算得：LM=79.440+0.32mm;
(二)、 Ls=1mm . 经计算得：LM=0.79550+0.07mm;
(三)、 Ls=5.5mm . 经计算得：LM=5.3250+0.085mm;
(四)、 Ls=1.8mm . 经计算得：LM=1.5990+0.07mm;
(五)、 Ls=10mm . 经计算得：LM=9.780+0.1mm;
(六)、 Ls=7mm . 经计算得：LM=6.750+0.1mm;
(七)、 Ls=2mm . 经计算得：LM=1.8060+0.07mm;
(八)、 Ls=3mm . 经计算得：LM=2.8140+0.07mm;
(九)、 Ls=4mm . 经计算得：LM=3.7770+0.085mm;
(十)、 Ls=6mm . 经计算得：LM=5.7930+0.085mm;
(十一)、 Ls=8mm . 经计算得：LM=7.7640+0.0.1mm;
(十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=15.7230+0.14mm;
(十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=11.7960+0.01mm
3.2 型芯的计算
3.2.1 芯径向尺寸的计算：
LM=[（1+S）Ls+3/4△]-Ó0
其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入
数据得：
（一）、 Ls=81mm经计算得：LM=82.4050-0.32mm;
（二）、 Ls=1mm经计算得：LM=1.2150-0.07mm;
（三）、 Ls=5.5mm经计算得：LM=5.7450-0.085mm;
（四）、 Ls=1.8mm经计算得：LM=2.0190-0.07mm;
（五）、 Ls=10mm . 经计算得：LM=10.480-0.1mm
（六）、 Ls=7mm . 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;
（七）、 Ls=2mm . 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;
（八）、 Ls=3mm . 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;
（九）、 Ls=4mm . 经计算得：LM=4.2770-0.085mm;
（十）、 Ls=6mm . 经计算得：LM=6.3030-0.1mm;
(十一)、 Ls=8mm . 经计算得：LM=8.3640-0.1mm;
(十二)、 Ls=16mm . 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;
(十三)、 Ls=12mm . 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;
3.2.2 型芯高度尺寸的计算：
HM=[（1+S）Hs+3/4△] -Ó0,按六级精度制造
Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm;
3.3 [模具型腔壁厚的计算]
为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC≥55。可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33。
第四章 浇注系统的设计
在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：
（1） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。
（2） 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。
（3） 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。
（4） 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角
落，及分流道尽可能平衡布置。
a) 满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。 b) 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的
残痕不应影响塑件的外观。
4.1 主流道设计
主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为3，内表面的粗糙度为Ra0.8微米,孔径为0.5毫米。
主流道的设计要点如下：
（1） 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设
计成圆锥形，因ABS的流动性为中性，故其锥度取3度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.8um。
（2） 主流道大端呈圆角，其半径取r=1～3mm,以减少流速转向过渡的阻力，
r=1.5mm.
（3） 在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的
凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。
（4） 为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对
接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(1～2),其小端直径D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。
（5） 由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部
分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm。同时因该闹钟后盖采用ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。
4.2冷料井设计
冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用球头形的拉料杆配合冷料井。
4.3 分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。
4.3.1 分流道设计要点：
（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。
（2）.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。
（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，
定模板上，合模后形成分流道截面形状。
（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。
4.3.2 分流道的长度
分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。
4.3.3 分流道的断面
分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。
因ABS的推荐断面直径为4.5～9.5(查表4-2)，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的份流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与S浇注系统有同样的效果，有利于补塑。
4.3.4 分流道的布局
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。
4.4 浇口选择
浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。浇口位置的选择：
（1） 浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易
保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温
度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意
到这些适当值。
（2） 浇口设置应有利于排气和补塑。
（3） 浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气
腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，
整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而
设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。
（4） 浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷
的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置
浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流
程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框
形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强
度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强
度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入
溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕
产生。
（5） 浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。
因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有 利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了Pro/E的塑料顾问对其进行模仿CAE的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于闹钟后盖的侧内壁与闹钟芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配。浇口套见图4.1：
图4.1浇口套
第五章 分型面的选择与排气系统的设计
5.1 分型面的选择
塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：
（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。
（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。
（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。
（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。
5.2 排气糟的设计
塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以
外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。
因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。
第六章 合模导向机构的设计
导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。
为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。
动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。
导柱、导套零件如下：
图6.2 导套 后磨平
第七章 脱模机构的设计
在对闹钟后盖塑件进行脱模是必须遵循以下原则：
1、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。
2、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。
3、为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。
4、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。
由于闹钟后盖为薄壁圆筒形塑件，用顶管、推板脱模机构和。为了缩短顶杆与型芯配合长度以减少磨擦，可以将顶管配合孔的后半段直径减少，一般减少3——5mm.这是最常用的一种脱模机构，这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，顶杆还可以参加塑件的成型，这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯。顶杆多用T8AV、T10A材料，头部淬火硬度达50HRC以上，表面粗糙度取Ra
值小于0.8微米，和顶杆孔呈H8/f8配合。
第八章 温度调节系统的设计
在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。
（1） 低的模具温度可降低塑件的收缩率。
（2） 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。
（3） 对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，
但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。
（4） 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降
低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开
裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时
间是有利的。
（5） 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。
在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度
因闹钟后盖使用的塑料是ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满
等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。
总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。
对温度调节系统的要求：
（1） 确定加热或是冷却；
（2） 模温均一，塑件各部分同时冷却；
（3） 采用低的模温，快速且大量通冷却水；
温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。
8.1 模具冷却系统的设计
根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm.
另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：
1、 浇口处加强冷却；
2、 冷却水孔到型腔表面的距离相等；
3、 冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；
4、 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。
5、 进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在
注塑机的背面。
6、 冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。
而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。
8.2 模具加热系统的设计
因在ABS要求的熔融温度为200。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求为50——70，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具应用电加热。
第九章 模 具 的 装 配
塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。
浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.05——0.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。
9.1 模具的装配顺序
（1）确定装配基准；
（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；
（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。
（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；
（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；
（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；
（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。 ① 模具预热
模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。
② 筒和喷嘴的加热
根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。
③ 工艺参数的选择和调整
根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。
④ 注塑
在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。
（8）模具的维护
模具在使。那么优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。
最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过1000C。
9.2 开模过程分析
注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位。以免顶杆碰到型腔，损坏模具。
致 谢
本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 还记得刚开始接触到论文题目，确定论文写作方向时候的迷惘。是我尊敬的导师，程燕老师给予了我亲切的关怀和悉心的指导。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。使我把握了论文的整体思路，写作方向和写作重点，进而顺利的完成了写作工作。在此我向程燕老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时我还要感谢同学们，感谢大家在我遇到困难和疑惑时真诚的帮助我、支持我。这次毕业论文能够最终顺利完成，也归功于他们的认真负责，使我能够很好的掌握专业知识，并在论文中得以体现。同时也非常感谢轻功职业技术学院各位老师的精心教诲。
由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。
参考文献
[1]高等教育出版社朱光力主编，《模具设计与制造实训》2006年04月；
[2]中国轻工业出版社贾润礼编，《实用注塑模具设计手册》2007年1月；
[3]中国轻工业出版社，孙凤琴编，《模具制造工艺与设备》2006年07月；
[4]机械工业出版社，《塑料模具技术手册》编委会1997年9月；
[5]《塑料模具技术手册》，机械工业出版社1997年9月；
[6] 上海科学技术出版社冯炳荛，蒋文森等编《模具设计与制造简明手册》2008年06月；
[7]《机械工业出版社》屈昌华主编，《塑料成型工艺与模具设计》2009年4月。