电动剃须刀外壳模具设计论文

临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计2014届分类号单位代码10452毕业论文（设计）电动剃须刀外壳模具设计论文姓名史为品学号201203910842年级2012专业机械设计制造及其自动化系（院）机械工程学院指导教师麻晓飞2014年2月25日摘要近年来，小家电在不断地渗透进我们的生活，在用细节改变着我们的生活品质。较之从前外观单调、性能单一的剃须刀产品，今日剃须刀在高科技氛围下的它又呈现出了一番新天地延长使用寿命；防漏水系统和自动安全全身水洗，安全可靠；人性化设计和自动清洗装置也令剃须刀更长久耐用。在外形上，新款电动剃须刀更具流行曲线，显得灵便轻巧；外观的色泽丰富多变，综合体现了电动剃须刀好用又好看的流行风格。本文在用PROE软件对电动剃须刀零件进行分析，该分析主要目的是在分析成型工艺合理性的同时，优化型腔布局形式，根据分析结果确定合理的成型工艺和较好的型腔布局形式。本文后面着重介绍了塑件的工艺性分析、分型面的确定、浇注系统的设计、排气系统、导向与定位机构、脱模机构、侧向分型抽芯系统的设计、成型零件的设计、标准模架选择、温度调节系统、各参数的校核等。关键词剃须刀外壳；软件分析；注塑成型；模具设计临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计ABSTRACTINRECENTYEARS,SMALLHOUSEHOLDELECTRICALAPPLIANCESINTHECONTINUOUSLYINFILTRATEDINTOOURLIFE,CHANGINGWITHTHEDETAILSINOURLIFEQUALITYCOMPAREDWITHPREVIOUSMONOTONOUSAPPEARANCE,PERFORMANCEOFSINGLERAZORRAZORPRODUCTS,TODAYINTHEHIGHTECHATMOSPHERE,ITPRESENTSANEWWORLDTOEXTENDTHESERVICELIFEANTIWATERLEAKAGESYSTEMANDAUTOMATICSAFETYBODYWASH,SAFEANDRELIABLEHUMANIZEDDESIGNANDAUTOMATICCLEANINGDEVICEALSOMAKESTHESHAVERISMOREDURABLEINAPPEARANCE,THENEWELECTRICSHAVERSMOREPOPULARCURVE,ISFLEXIBLEANDLIGHTWEIGHTTHEAPPEARANCEOFTHECOLORISRICHANDCHANGEFUL,COMPREHENSIVEREFLECTIONOFTHEELECTRICSHAVERWITHPOPULARSTYLEANDGOODLOOKINGTHEUSEOFPROESOFTWAREFORELECTRICSHAVERSPARTSTOCARRYONTHEANALYSIS,THEMAINPURPOSEOFTHISANALYSISISTHEANALYSISANDPROCESSRATIONALITY,OPTIMIZINGTHECAVITYLAYOUT,DETERMINETHEREASONABLEFORMINGPROCESSANDGOODCAVITYLAYOUTACCORDINGTOTHERESULTSOFTHEANALYSISLATERINTHISARTICLEEMPHATICALLYINTRODUCESTHEPLASTICPARTSOFTHEPROCESSANALYSIS,DETERMINATIONOFTHEPARTINGLINE,DESIGNOFGATINGSYSTEM,EXHAUSTSYSTEM,ORIENTATIONANDPOSITIONINGMECHANISM,DEMOULDINGMECHANISM,SIDEPARTINGANDCOREPULLINGSYSTEMDESIGN,FORMINGPARTOFTHEDESIGN,SELECTIONOFTHESTANDARDMOLDSETS,TEMPERATURECONTROLSYSTEM,THEPARAMETERETCKEYWORDSRAZORSHELLSOFTWAREANALYSISINJECTIONMOLDINGMOLDDESIGN临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计目录1绪论111PRO/E的简介12有关塑料的知识221塑料的概念222塑料的组成223塑料的发展324塑料的性能33塑件成型工艺分析531塑件结构分析532塑件工艺分析5321塑件的分析5322PE的性能分析633注塑成型过程及工艺参数6331注塑成型过程6332注射成型工艺分析64确定注射机的型号和规格741塑件体积和质量的计算742所需注射量的计算7421塑件体积及质量计算7422浇注系统凝料体积计算7423一次注射体积及质量计算743初选注射机85型腔和分型面的确定851型腔数目的确定和校核852型腔的排列方式的确定953分型面位置的确定106注射模浇注系统的设计1162主流道设计1163分流道设计1264浇口的设计1265排气系统137注射机的有关工艺参数校核1571最大注射量的校核1572注射机锁模力校核1573开模行程的校核1674注射机注射压力校核168结构零部件的设计1881标准模架的选用1882合模导向机构的设计1883导柱的设计1984导套的设计199推出机构设计2091推出机构的设计2092推杆位置的设置2093推杆的形状及固定形式2094推出机构的导向与复位2195脱模结构的设计2110侧向分型与抽芯机构设计22101抽芯距的确定22102抽芯力的计算22103斜导柱设计2311温度调节系统的设计25111模具温调节的重要性25112模具温度与塑料成型温度25113冷却系统的设计2512模具材料的选择2613模具的试模与修模28131粘着模腔28132粘着模芯29133粘着主流道29134成型缺陷分析2914结论31参考文献33临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计1绪论11PRO/E的简介PRO/ENGINEER操作软件是美国参数技术公司（PARAMETRICTECHNOLOGYCORPORATION,简称PTC）的主要产品。它提供的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念彻底改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第3代机械CAD/CAE/CAM产品PRO/ENGINEER软件能将设计到制造的全过程集成在一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。该软件的功能覆盖了众多的工程设计领域，现在已经被广泛应用于机械、电子、轻工、家电、航空、航天等行业。配功能，能够始终保持设计者的设计意图，可以极大地提高设计效率。从实用性上看，PRO/ENGINEER系统界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据上，具有完整而统一的模型。它不但可以应用于工作站，而且现在也推出了单机版，大大增强了它的竞争力。尤其在模具设计与制造领域，PRO/ENGINEER较早地在广东深圳、东莞、广州以及华东一带得到广泛应用。由于它的应用，大大缩短了模具设计与制造周期，提高了模具质量，降低了生产成本，为企业带来了更大的市场并获取了更多的利益。现在，PRO/ENGINEER在模具行业已经是一个人们非常熟悉的软件名称，很多人都知道它用于模具设计与制造具有很好的效果。PRO/ENGINEER2001在中国提供完全汉化和支持国标工程图绘制标准的中文版本，降低了工程师的学习和操作困难，可以满足国内用户产品设计工作的需要，极大地促进了用户充分利用和发挥软件的作用与效率。随着现代社会市场竞争越来越激烈，产品更新换代的周期越来越短，对产品的造型、功能要求越来越苛刻，相应地对模具生产的周期、质量、成本的要求也越来越高，这就要求用于模具设计与制造的软件不断创新，功能更强大，更容易使用。PTC及时响应上述的社会要求，自PRO/ENGINEER推出以后，不断完善、版本不断更新。尽管PRO/E是三维建模软件，但也可以非常方便地在PRO/E的DRAWING工程图模块中制作工程图，而且这种工程图与AUTOCAD不同，没有必要为工程图画出各临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计种几何要素，而只需将已有的零件、组件或钣金件的3D模型调出来贴在所需大小的图纸上，然后添加尺寸或者必要的几何要素就可以了。而且，PRO/E可自动连接DRAWING和MODEL中的更改事项。为了正确显示物体的大小和形状，不但需要3D模型，也需要2D工程图。PRO/E的DRAWING（工程图）模块能将3D状态的PART、ASSEMBLY、SHEETMETAL等模型设计成有视图配置的2D工程图。而且PRO/E的工程图是与3D模型相关联的，在创建完了3D模型后，就可以开始工程图的创建。2有关塑料的知识21塑料的概念塑料是一种可塑成形的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。所谓高分子聚合物，是指由许许多多结构相同的普通分子组成的大分子。它既存在于大自然中（称之为天然树脂），又能够用化学方法人工制取（称之为合成树脂），合成树脂是塑料的主体。在合成树脂中加入某些添加剂，如填充剂、增塑剂、着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。高分子材料是由大量低分子化合物聚合而成。它包括工程材料、橡胶、纤维和粘结剂。按热性能不同，工程塑料可分为1热塑性塑料特点是加热时软化，可塑造成型，冷却后变硬。此过程可重复进行。2热固性塑料特点是初加热时软化，可塑造成型，但固化之后再加热将不再软化，也不溶于溶剂。22塑料的组成塑料是由树脂、填加剂组成，在一定条件下可塑成形，并在常温下保持形状不变的材料。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计塑料是以聚合物合成树脂为主要原料（约占材料总质量的40100），再添加一定数量的增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂等各种辅助材料而构成。加入辅助材料将改善塑料的使用性能和加工性能，同时节约生产成本。在加工过程中能够形成流动的成型材料。塑料经过成型加工，可以制成具有特定形状又具有一定使用价值的塑料制品。塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定的温度和压力下具有可塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。23塑料的发展随着社会科学技术的进步，人们对制造业所使用的材料提出了越来越高的要求由于塑料具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、绝缘性能好以及良好的可塑性，并易于成型等特点，得到了越来越广泛的应用，并逐渐取代木材，并部分取代金属等传统材料，成为各个领域里经常采用的结构件材料。塑料制品工业发展历史短，但发展速度惊人，2002年全世界的塑料年产量已为165亿吨。现在塑料已成为在钢材、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。21世纪将成为塑料制品工业迅猛发展的时代。24塑料的性能塑料具有优良的成形和加工性能，在加热和加压下，利用不同的成形方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。塑料的品种很多，不同品种的塑料具有不同的特性。尽管塑料品种较多，功能差别大，然而，塑料材料与其他材料相比仍具有共同的特性，主要表现为以下几个方面1质轻塑料一般都比较轻，各种泡沫塑料的相对密度在001005之间，普通塑料的相对密度在0923之间。在要求减轻自重的用途中，塑料材料有着特殊中要的意义。2优异的电绝缘性能在电性能方面，塑料包含着极其宽广的指标范围。塑料的介电常数常常小到2左右，体积电阻率高达1010CM，介电损耗低到10。总之，大多数塑料16204具有良好的电绝缘性，一些塑料在高频、高压条件下也能作为电气绝缘材料和电容器临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计介质材料。3）耐化学腐蚀性好塑料的特点之一是耐化学腐蚀性优于金属和木材，他们一般有较好的化学稳定性，对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂等具有不同程度的稳定性。因此，塑料广泛的用作防腐材料。其中，聚四氟乙烯耐腐蚀性最好，被称为“塑料王”，能耐“王水”等极强的腐蚀性介质的腐蚀。4）减震、消音作用强许多塑料由于柔软而富于黏弹性，当它受到外界的机械冲击震动或频繁的机振、声振等机械波作用时，塑料内部产生黏弹内耗，将机械能转变为热能而散发。如泡沫塑料可用做隔音材料和减振材料。5）隔热性能好塑料的导热率极小，比金属小上百倍甚至上千倍，是热的不良导体或绝热体，因而常被用作绝热保温材料。泡沫塑料的热导率与静止的空气相当。因此，聚苯乙烯、聚氨酯等许多泡沫塑料广泛应用于冷藏、建筑、节能装置和其他绝热工程。6）力学强度范围宽塑料的力学强度范围广，从柔顺到坚韧甚至带刚、脆都有。大多数塑料模塑制品的刚度与木材相近。塑料的比强度接近或超过传统的金属材料的比强度。因此，普通塑料特别适用于受力不大的结构件。7）耐磨性能好大多数塑料摩擦系数很小，有些塑料还具有优良的减磨、耐磨和自润滑性。许多工程塑料制品的摩擦零件可以在各种条件下有效的工作。有些塑料的耐磨性为许多金属材料所不及。如，各种氟以及用氟塑料增强的聚甲醛、级酰胺塑料就是良好的耐磨材料。8）透光性极其防护性能良好许多塑料制品可以做成透明或半透明材料。像聚苯乙烯和丙烯酸类塑料和玻璃一样透明，常被用作玻璃的替代品。大量用于既保暖又透光的农用薄膜利用的就的聚丙烯、聚乙烯等材料。不同材料的性能大不相同。在强度方面，以金属材料最好，特种陶瓷和纤维增强工程塑料次之；在比强度方面，以金属铝和增强工程塑料最好；在冲击强度方面，以金属、塑料为好；在耐热方面，以陶瓷、金属和玻璃最好，塑料次之，木材最差；临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计在密度方面，以塑料和木材最小，木材中以泡桐最轻，塑料中以泡沫塑料最轻；在线胀系数方面，以塑料最大，陶瓷最小；在导热性方面，以塑料、木材最小，玻璃、陶瓷次之，金属最好。塑料除了能制成色彩鲜艳、令人喜爱的日用品外，还有许多用途。由于塑料具有许多独特的性能，如质轻、耐腐蚀、绝缘和良好的多种防护特性等，因而被广泛地应用于机电、化工、建筑、交通运输、能源、轻纺、农业、渔业等国民经济、国防和科研的各个领域。它不仅可以代替贵重金属、木材、皮革、纤维等材料，并能提高制品质量，简化加工工序，降低生产成本和提高生产效率，而且可以解决工程上不少关键问题。3塑件成型工艺分析31塑件结构分析结构图该塑件为电动剃须刀外壳，电动剃须刀外壳具有一定的深度，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度；PE塑料表面粗糙度取值范围为0025M32M。根据塑件的使用功能，在本设计中表面粗糙度采用16M。电动剃须刀外壳内部凹下的胶位是为了插入时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度；材料为PE时，选取一般精度等级为MT5临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计32塑件工艺分析321塑件的分析1外形尺寸该塑件壁厚为15，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，M适合于注塑成型。2精度等级该设计每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行计算。按照塑件材料的要求，高级精度公差等级为MT2，一般精度公差等级为MT3，未注公差尺寸为MT5。塑件表面的粗糙度为RA16RA63M3脱模斜度PE属无定型塑料，塑件成型收缩率较小。根据进口端盖的结构特点，在不影响其外观的情况下，查脱模斜度表，选塑件脱模斜度为以便脱模。45322PE的性能分析聚乙烯树脂无毒、无味、呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，为结晶型塑料。密度为019096G/C3M时，有一定的机械强度，但和其他塑料相比机械强度低，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，具有良好的化学稳定性，且介电性能与温度、湿度无关，是最理想的高频绝缘材料。33注塑成型过程及工艺参数331注塑成型过程（1）成型前准备对PE的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于PE吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。（2）注射过程塑件在注射机料筒经过加热、塑化达到流动的状态后，由模具的浇注系统进入模具行腔成型，其过程包括加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却和脱模等几个阶段。（3）塑件的后处理处理的介质为空气和水，处理温度为6075，处理时间为1620S。332注射成型工艺分析聚乙烯的成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔；在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易产生变形、翘曲，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；应控制模温，保持冷却均匀、稳定；冷却速度慢，必须充分冷却，模具要设有冷却系统；流动性好且对压力变化敏感，宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分。质软脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。设计模具注意事项成型压力较高，塑件上的脱模斜度稍大；易产生熔接痕，模具设计时因注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计4确定注射机的型号和规格注射模具必须安装在与其相适应的注射机上才能进行生产，因而在设计模具时，必须熟悉所选用注射机的技术规范，如注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、开模最大行程、安装模板的螺孔（或T形槽）位置和尺寸、定位孔尺寸、喷嘴球面半径等等。以便设计的模具与所选的注射机相适应。注射成型机合模部分的基本参数包括模板尺寸、模板间最大开距、动模板的行程、模具最大厚度和最小厚度等。这些参数规定了注射机所安装模具的尺寸范围。41塑件体积和质量的计算（1）计算塑件的体积和质量是为了选用注射机及确定型腔数。使用PRO/E软件画出塑件的三维图,利用软件分析功能自动计算所画零件的体积。零件塑件的体积713CM31V（2）查设参考文献2，塑料PE的密度为105G/CM3所以，塑件的重量为M714CM3105G/CM375G1（3）塑件在分型面上的投影面积为23450MA塑42所需注射量的计算421塑件体积及质量计算本塑件用PRO/E软件进行造型，运用软件自带的计算功能，计算得塑件的体积及质量如下塑件体积75CM31V塑件质量MG57140422浇注系统凝料体积计算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的021倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的06倍来估算，该模具采用一模两腔，所以浇注系统凝料体积2062750686V13CM浇注系统凝料质量M210586903G423一次注射体积及质量计算由以上计算，可得该模具一次注射需要PE的体积和质量为总体积2275903240V13C临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计总质量10524252G0M0V43初选注射机查参考文献1表42选用大于252G的螺杆注射机初步选定XSZY125型。XSZY125（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表表21注塑机的主要参数5型腔和分型面的确定51型腔数目的确定和校核为了使模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。小批量生产，采用单型腔模具；大批量生产，宜采用多型腔模具。但如果塑件尺寸较大时，型腔数将受所选用注塑机允许最大成型面积和注塑量的限制。型腔排位原则型腔排位应有利于各腔同时、均匀进胶。多腔模各型腔排位紧凑，有利于缩短流道长度。多腔模各型腔间距不小于25MM。由于此次设计的接线座要求是大批量生产，所以应该采用多型腔模具以提高生产效率和降低生产成本。在多型腔模具的实际设计中，一种方法是首先确定注射机的型号，再根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要球选取型腔的数目；另一种方法是先根据生产效率的要求和之间的精度要求确定型腔数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。一般可以按下面几点对型腔的数目进行确定。理论注射容积CM）125螺杆直径MM42注射压力MPA120注射行程MM170注射方式螺杆式锁模力KN900最大成型面积（CM2）320最大开合模行程MM180模具最大厚度MM300模具最小厚度MM200喷嘴圆弧半径MM12喷嘴孔直径（MM）4动定模固定板尺寸MM428458拉杆空间MM260290临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计（1）按注射机的最大注射量确定型腔数目MKNP1式中注射机最大注射量的利用系数，一般取08；K注射机最大注射量，G；M浇注系统凝料量，G；1单个塑件的质量，G。（2）按注射机的额定锁模力确定型腔数目PAFN1式中注射机的额定锁模力，N；PF塑料熔体在型腔中的成型压力，；AMP浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，；1A2M单个塑件在分型面上的投影面积。（3）按塑件的精度要求确定型腔的数目综合考虑浇注系统，该塑件精度要求不是很高，又是大批量生产，本塑件结构规则。因此，为能提高塑料成型的生产率，降低制件的成本，选用多型腔模具，即一模二腔的模具结构。校核由于模具选择的型腔数目为一模二腔，因此应根据选择的注射机进行校核，这里采用根据注射量校核，查考文献2得由公式1280MGN08125903/7512132式中为注射机的最大注射量，单位GG为单个制件的质量，单位G1M为浇注系统的质量，单位G2经过以上的校核，型腔数的确定满足设计要求。52型腔的排列方式的确定多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分为平衡式和非平衡式，平衡式布置，其特点为主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状和尺寸均对应相同，可实现各型腔均匀进料和达到同时充满型腔的目的；非平衡式布置，其特点为主流道到各型腔浇口分流道的长度不同，不利于均衡进料；非平衡是布局能明显缩短分流道的临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计长度，节约塑件的原材料。由于本次设计采用一模二腔结构，因此，对于多型腔模具，型腔的排布与浇注系统密切相关，所以在模具设计时应综合考虑，型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均匀得分得所需足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀充满每一个型腔，从而使各个型腔的制件内在质量均一稳定，所以本次设计型腔的排列方式采用了平衡式。53分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较。选择分型面时一般应遵循以下几项原则分型面应选在塑件外形最大轮廓处。分型面尽可能使塑件开模时留在推出机构一侧，便于塑件顺利脱模。应保证塑件的精度要求。满足塑件的外观质量要求。便于模具加工制造。有利于排气。应考虑成型面积的影响，尽量减小制件在合模分型面上的投影面积。有利于侧向抽芯。因此,根据制件的形状及成型机构，本设计中制件的分型面如下图31所示图31分型面位置临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计6注射模浇注系统的设计该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的作用是将塑料熔体平稳得引入型腔，使之按要求填充型腔的每一个角落，使型腔内的气体顺利地排除。62主流道设计采用普通浇注系统，由于是二型腔模，必须设置分流道，采用侧浇口形式从零件前端进料，利用分型面间隙排气。1主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。因此，设计时必须使熔体的热量损失和压力损失最小，根据模具设计手册查得XSZY125型注射机的喷嘴的有关尺寸为喷嘴前端孔径；4MD0喷嘴前端球面半径；12R根据模具主流道与喷嘴的关系M21R05D取主流道球面半径；M13取主流道的小端直径；5D为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将凝料从主流道中拔出，主流道与喷嘴应紧密对接，将主流道设计成圆锥形，其斜度为，取，经换算得主流道大端直径为42，主流道表面粗糙度RA08一般为。由于小端的前面是球面，6MD0RAM其深度为35。2主流道长度主流道的长度应尽量短，以减小压力损失，其长度一般不超过65，一般取50MM，主流道浇口一般采用碳素工具钢如T8A，TA10等材料制造，热处理淬火硬度5357HRC。该浇口套与与定位圈设计成整体形式，用螺钉固定在定模上，浇口套与模板间的配合采用H7/M6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/F9配合。根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如图41所示临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计图41主流道如图所示63分流道设计分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。由于模具是多型腔的浇注系统，因此应设置分流道。分流道截面尺寸视塑料品种，制件尺寸，成型工艺条件以及流道的长度因素来确定。通常圆形截面分流道直径为210MM，对流动小号的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料的小型塑件，在分流道长度很短时直径可小到2MM综合考虑，分流道截面半径取R2MM，开设在定模一侧。1分流道长度分流道的长度要尽可能短，且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料原材料和减少能耗。2分流道的表面粗糙度分流道表面粗糙度要求不能太低，一般取16UM左右，这可增加对外塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。64浇口的设计浇口是连接分流道与型腔制件的一段细短的通道，其作用是使从分流道流过来的塑料熔体以较快速度进入并充满型腔，型腔充满后浇口部分的熔体能迅速地凝固而封闭浇口，防止型腔内的熔体倒流。浇口的形状、位置、尺寸对塑件的质量影响很大。注射成型时许多缺陷都是由于浇口设计不合理而造成的，因此在设计的过程种要特别重视浇口的设计。常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、轮辐式浇口、点浇口、潜伏浇口等。不同的浇口形式对塑料熔体的充模特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。浇口设计的原则如下（1）浇口的位置应使填充型腔的流程最短；（2）浇口的设置应有利于排气和补缩；（3）浇口位置要选择避免塑件变形；临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计（4）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕；（5）浇口的位置应避免侧面冲击细长型芯或镶件。1浇口的选择根据制件塑料的形成特性，制件的几何形状、尺寸、生产批量、成型条件、注射机等因素的综合考虑，选用侧浇口较为理想。选用侧浇口比较符合模具结构的要求。（2）浇口位置的选择浇口位置主要是根据制件的几何形状和技术要求，并分析熔体在流道和型腔中的流动状态、填充、补缩及排气等因素后确定，该模具采用侧浇口，其有以下特性形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证。试模时如发现不当，容易及时修改。能相对独立地控制填充速度及封闭时间。对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。如图42侧浇口所示图42侧浇口示意图该塑件采用侧浇口的浇口方式，侧向进料的侧浇口，对于中小件，一般厚度T0520MM或者取塑料壁厚的1/32/3，宽度B1550MM，浇口的长度L0720MM,该模具浇口厚度为1MM,长度为106MM。65排气系统塑料熔体充模时，需置出浇注系统、型腔内的空气以及塑料熔体微量分解产生的气体，使之及时排出模外。常用的有分型面排气、间隙排气、设置冷料井排气，因此需要设计排气系统。（1）分型面排气，排气槽的深度可取002501MM,宽156MM。为了避免型腔中被压缩的热空气直接喷入人体上，排气槽做成弯曲状。排气槽深度的取值要小于被注射塑料的溢料值。常用塑料的排气间隙表临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计表41常见塑料的溢料值综合考虑到本塑件的顶杆和斜销及成型件，可利用配合间隙排气,可以形成自然的排气系统，不专门设计排溢系统，如在调试中认为必须开设排溢系统，到时也可以开设。塑料名称溢料值塑料名称溢料值聚乙烯002聚甲醛003聚丙烯003聚碳酸酯008软聚氯乙烯003有机玻璃004聚苯乙烯003PE006临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计7注射机的有关工艺参数校核71最大注射量的校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑聚炳烯时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量。它在一定的程度上反映了注塑3CM机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品6。以容量计算时，必须使得在一个注塑成型周期内所需的注塑塑料熔体的容量在注塑机额定注塑量的80内，也就是塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（CM3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系由参考文献1公式45得，V件08V注式中V件一模中的塑件数与浇注系统的体积（CM3）V注注射机注射容量（CM3）08最大注射容量利用系数。在这个设计中，V件713CM3V注856CM15690812510033C所以注射机注射容量完全满足要求。72注射机锁模力校核锁模力是注射机的锁模机构对模具施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填型腔时，沿锁模方向产生一个很大的胀型力，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，否则容易产生由于锁模不紧而发生溢料的现象，即。胀锁F塑件在分型面上的投影面积为234MA塑浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投浇影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的浇A浇A投影面积的0205倍。由于该设计流道设计简单，分流道较短，因此流道凝塑料投影面积可以适当取小一些。这里取02。浇A塑塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则总临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计模具型腔内的胀型力，则824235N28847028847KN胀F模总胀PA式中是型腔的平均计算压力值。是模具型腔内的压力，通常取注射压力的模P模2040，大致范围为2540。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大MA值。PE属中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取35。模MPA查表133可得该注射机的公称锁模力900KN，锁模安全系数1112则锁F2K1228847346164N，所以，注射机锁模力合格。对于其他安装尺寸胀FK2锁的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。73开模行程的校核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。塑件所需的开模距应小于注射机的最大开模行程。对在液压机械联合锁模的立式、卧式注射机上使用的一般浇口模具，其关系由参考文1公式（47）校核510MM1H2S式中脱模距离（MM）；1塑件高度（包括浇注系统）（MM）；2注射机模板行程（MM）。S在这个设计中55MM1H655MM2300MMS10556610815MM12显然，815300因此，注射机模板行程也能满足要求。74注射机注射压力校核注塑压力的校核是校验注塑机的最大注塑压力能否满足制品成型的需要。只有在22840351MAN塑塑塑浇塑总）临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计注塑机额定的注塑压力内才能调整出某一制件所需的要的注塑压力，因此注塑机的最大压力要大于该制件所要求的注塑压力。制件成型时所需的注塑压力，与塑料的品种，注塑机的类型，喷嘴形式，制件的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在本次塑料模具设计中，参考了制件的材料PE的一些参数，确定制件所需的注塑压力为80110MPA。塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按下式校核2P成P注式中P成塑件成形所需的注射压力（MPA），P注所选注射机的额定注射压力MPA。在本设计中取以下参数P成80MPAP注120MPA由于80MPA120MPA，因此，注射压力能够满要求。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计8结构零部件的设计注射模的结构零部件主要包括，起支承作用的模架；支承板、垫块、支承柱、限位钉；还包括动模座板和定模座板，合模导向机构等。81标准模架的选用模架是设计和制造注射模的基础部件，在设计注射模时选用标准注射模架，可以有效地提高模具质量，缩短模具制造周期。中小型模架标准GB/T125552006中规定了模架的结构形式，还规定了中小型模架的周界尺寸范围560MM900MM。基本型标准模架分为4个品种。具体结构见图71所示，模架的组321A、成、功能及用途见表71。表71基本型模架的组成、功能及用途1在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔形及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等。根据这些参数就可以制订塑件成形工艺，确定进料口的位置、塑件重量以及型腔数，并选定注射机的型号及规格。选定的注射机须满足塑件注射量以及成型压力等要求。中小模架型2A（大型模架B型）定模和动模均采用两块模板，有支承板，设置以推杆推出塑件的机构组成模架。适用于立式与卧式注射机上，用于直浇道，采用斜导柱侧向抽芯、单型腔成型，其分型面可在合模面上，也可设置斜滑块垂直分型脱模式机构的注射模。由本设计的情况可知，本设计是一模两腔，推杆推出，斜导柱侧向分型与抽芯，单分型面，设计选用的注射机为卧式注射机。由以上条件可以确定选用型标准模架。2A因此，最终确定模架为296346297。MM82合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。设计导柱和导套时应注意以下几点1导柱应合理地均匀布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度；2导柱的长度应比型芯端面的高度高出812MM，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏；3导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20低碳钢经渗碳0508MM或TA8TA10钢经淬火5055HRC处理；4为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计倒角；83导柱的设计1、该模具采用带头导柱，且不加油槽；2、导柱的长度必须比凸模端面高度高出812MM；3、为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分；4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为20；5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/M6或H7/K6R过度配合。导柱导向部分按H7/F7或H8/F7的间隙配合；6、导柱工作部分的表面粗糙度为RA0804M；7、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为55HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC以上，本设计采用T10A经淬火5055HRC处理。84导套的设计（1）、结构形式采用带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其配合精度；（2）、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气；（3）、导套孔的导向部分按H8/F7或H7/F7的间隙配合，表面粗糙度为RA0408M固定部份的粗糙度为RA08M。导套外径按H7/M6或H7/K6配合镶入模板；（4）、导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。导柱与导套的配合该模具采用H8/F7的间隙配合。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计9推出机构设计91推出机构的设计推出机构一般由推出，复位和导向三大部件组成。推出机构其推出动作的动力来源可分为手动推出机构，机动推出机构和液压与气动推出机构等。本模具采用直通式推杆推出。塑件的推出机构的设计要求（1）采用带肩推杆；（2）推杆应设在脱模阻力大的地方；（3）推杆应均匀布置；（4）推杆应设在塑件强度、刚度较大处；（5）推杆直径与模板上的推杆孔采用H8/F7或H8/F8的间隙配合（6）通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面005010MM；（7）推杆与推杆固定板，通常采用单边05MM的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象；（8）推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度为RA08。推出机机构的复位是在推杆固定板上同时安装复位杆，复位杆直径1592推杆位置的设置对于推杆推出机构而言，合理布置推杆的位置是推杆推出机构设计中最重要的工作之一，它一般从以下几个方面去考虑（1）推杆应设在脱模阻力大的地方（2）推杆应均匀布置（3）推杆应设在塑件强度刚度较大处由于本塑件的脱模力相对来说比较小，但塑件较长，为保证塑件各处的脱模阻力相同，需要均匀布置以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳而不变形，故每个塑件底部均匀布置4个推杆，共为8个,直径为5；93推杆的形状及固定形式推杆一般有以下四种形式（根据参考文献1,图81）圆形截面推杆、圆形截面阶梯形推杆、整体式非圆形截面推杆、插入式非圆形截面推杆。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计本设计选用的推杆形状如图81所示图81推杆如图所示94推出机构的导向与复位推出机构的导向当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。但是该机构的推杆数量不多，因此不用采用导向机构。推出机构的复位脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。复位杆复位的机理是推出机构推出后，复位杆高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中，推出机构变被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构变回到原来的位置。弹簧复位是利用压缩弹簧的回复力使推出机构复位，其复位动作先于合模动作。弹簧设置在推杆固定板与支承板之间，设计时应防止推出后推杆固定板把弹簧压死，或者弹簧已被压死而推出还未到位的情况。设计时还应注意，弹簧应对称安装在推杆固定板的四周，一般为四个，常常安装在复位杆上。结合模具的结构，本次设计选用了推出机构复位最简单、合模和复位能同时完成的复位杆复位形式。95脱模结构的设计注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构，也可称为顶出机构或推出机构。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计10侧向分型与抽芯机构设计抽芯机构如图91所示图91侧抽芯机构前面通过对制件的分析，制件的成型脱模需要采用侧抽芯机构，制件抽芯距较小，因此，采用斜导柱侧向分型与抽芯。侧向分型抽芯机构是带动侧向成型零件作侧向移动抽拔与复位的整个机构。当注射成型侧壁带有孔、凹台、凸台等的塑料制件时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则就无法脱模。侧向分型与抽芯一般分为机动，液压（液动）或气动以及手动等三大类。本模具是采用机动抽芯。101抽芯距的确定抽芯距是侧向型芯从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离，用S表示。为了安全起见，侧向抽芯距离通常比塑件上的孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大23MM由参考文献公式（91）得，1SS123MM该塑件的侧孔抽芯，因为其深度为05MM，所以S05253MM102抽芯力的计算抽芯力的计算同脱模力的计算相同。对于侧向凸起较少的塑件的抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服塑件与侧型腔的粘附力和侧型腔滑块移动时的磨擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，由参考文献1公式（84）进行估算SINCOAPFC式中FC抽芯力（N；）临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计A活动型芯被制件包紧包络面积，经计算得4MM2P塑件对侧型芯的收缩率（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却塑件，P0812107PA,模外冷却的塑件，P2439107PA；塑料在热状态时对钢的磨擦系数，一般015020；侧型芯的脱模斜度或倾斜角（）。203该侧抽芯力为02FC71084COS5INN78将数值代入公式计算可以得知，制件推出力较小,可以顺利地将制件推出。103斜导柱设计（1）斜导的开关及技术要求工作部分可以是半球形也可以是锥台形，由于车削半球形较困难，所以采用锥形台，其斜角应大于斜导住的倾斜角，一般取斜导柱固定端与模板之间可采用H7/M6过渡配合，斜导柱工作部分与滑023块上斜导孔之间的配合采用H11/B11或两者之间采用0405MM的大间隙配合。（2）斜导柱的倾斜角斜导柱侧向分型与抽芯机构中斜导柱与开合模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角，斜导柱的倾斜角取比较理想，一般设计时取32，取，楔紧角。要确定斜导柱的倾斜角时应注意01052通常抽芯距长时可取大些，抽芯距短时，可适当取小些。（3）斜导柱的总长度计算斜导柱的总长度为54321LLZMSDHD105TANT2COSTAN1M810582SI306T216式中斜导柱总长度；ZL径；斜导柱固定端大端直2D斜导柱固定板厚度；H；斜导柱工作部分直径抽芯距S4斜导柱的受力分析与直径计算临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计设计斜导柱侧向分型与抽芯机构时，要对斜导柱的直径进行计算，或是对已经选好的直径进行校核。在对斜导柱的直径进行计算之前，应该先对斜导柱的受力情况进行分析，计算斜导柱所受的弯曲力。WF斜导柱所受到的弯曲力，弯曲力是是斜导柱通过斜导孔对滑块施加的正压力的F的反作用力（F）；在前面的介绍中可以得知，抽拔力是摩擦力的反作用WFCFT力（）；设为开模力，则其通过导滑槽作用于滑块上；又设F1为滑块与斜导CTK柱之间的摩擦力，F2是滑块与导滑槽之间的摩擦力，设导滑槽与滑块之间、滑块与斜导柱之间的摩擦系数均为，则可以建立如下的力平衡方程式20XF0COSSIN21FTYK式中F1K2解得2TAN1COSSINT一般摩擦力较之其他力要小很多，所以常可以忽略不计，可以简化上式20COSTWFF斜导柱受到的弯矩为；由材料力学知识可知；WLMWMW圆形截面的抗弯截面系数。210323DW推出斜导柱的直径，COS13WHFDHW为侧型芯滑块受到脱模力的作用线与斜导柱中心线交点到斜导柱固定板的距离。抽拔力与脱模力互为反作用力。CFT由前面已知侧抽芯力为N725SINCO0184FC7把数据代入直径公式中求得D11786MM；圆整为D12MM。斜导柱直径为12MM。临沂大学机械工程学院2014届本科毕业设计11温度调节系统的设计模具温度是指模具型腔型和芯型的表面温度。模具温度是否合适，均一与稳定，对塑料熔体的充模流动，固化定型，生产效率入塑件的形状外