饮水机出水口把手的塑料注射模具设计【14张图纸】【全套图纸】【优秀】
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饮水机
出水口
把手
塑料
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模具设计
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饮水机出水口把手的塑料注射模具设计
47页-16000字数+说明书+开题报告+中期报告+14张CAD图纸
中期报告格式.doc
动模1A1.dwg
哈夫块.dwg
型芯1.dwg
型芯2A3.dwg
定模板A1.dwg
导套.dwg
导柱A4.dwg
拉料杆A4.dwg
挡块A3.dwg
斜导柱A4.dwg
浇口套A4.dwg
装配图A0.dwg
锁紧块A4.dwg
饮水机出水口把手A3.dwg
饮水机出水口把手的塑料注射模具设计开题报告.doc
饮水机出水口把手的塑料注射模具设计论文.doc
摘要
本文基于CAD技术对饮水机出水口手把注塑模具进行了设计。通过对塑件的结构分析，确定了可行的总体设计方案。运用Pro.E软件对塑件进行建模，使用并且对模具进行了分析，优化了浇口位置。根据塑件结构，采用侧浇口的双分型面结构，模具采用一模两腔，且模具采用斜导柱抽芯机构以及推件板推出机构。同时，详细地叙述了模具成型零件包括型芯、型腔的尺寸计算过程以及各重要机构的设计过程。设计方案在保证塑件质量与模具结构合理的前提下尽量做到模具的结构简单、成本低、易加工、使用性好。
最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
关键词:开关把手；注塑模；CAD；双分型面
目 录
1 绪论1
2 产品工艺性分析3
2.1 产品材料分析3
2.2 塑件结构和尺寸精度分析5
2.2.1 其塑件的产品结构图如下：5
2.2.2 产品形状分析6
3 模具结构设计9
3.1 总体方案拟订9
3.1.1 型腔数目的确定10
3.1.2 分型面的设计10
3.2注射机的选择11
3.3型腔数目的校核12
3.4浇注系统设计12
3.4.1 主流道的设计13
3.4.2 分流道的设置14
3.4.3 浇口设计14
3.4.4 冷料穴设计15
3.5成型零件的结构设计16
3.5.1定模板的结构形式16
3.5.2 动模板的结构形式17
3.5.3 型芯的结构形式如下：17
3.6 模具温度调节系统20
3.6.1 温度调节对塑件质量的影响20
3.6.2 温度调节对生产力的影响21
3.6.3 模具加热和冷却系统的计算21
3.7 顶出系统的设计24
3.7.1 浇口凝料的顶出24
3.7.2 塑料件的顶出25
3.8导向机构的设计26
3.8.1.导向机构的功用26
3.8.2、导向机构的设计26
3.8.3 承受一定的侧向压力27
3.9排气系统的设计28
3.10 斜导柱设计28
3.10.1 斜导柱的形状及技术要求28
3.10.2 斜导柱的倾斜角29
3.10.3斜导柱的长度29
.3.11滑块设计30
.3.12.导滑槽设计31
.3.13脱模机构设计32
3.13.1 设计原则32
3.13.2 顶出部件32
4 注射机的校核33
4.1 锁模力的校核33
4.2 开模行程的校核33
5 模具材料的选择35
总结36
参 考 文 献37
致 谢38
环保和经济技术型分析39
塑件材料选用的是工程塑料ABS，ABS材料是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。
ABS属于热塑性塑料，外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒，无味。密度1.02～1.05g/cm3成型温度范围（180℃--240℃）,成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的机械强度和一定的耐磨性，耐油性，化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐、及水和无机盐的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部份醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面不可接触受冰醋酸，植物油等化学药品，否则会引起应力开裂。
此外，ABS的缺点是耐热性不高，低电解强度，低拉伸率，热变形温度为93℃，脆化温度为-27℃,使用的温度范围为-40℃～100℃，而且ABS的耐气候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬发脆。
- 内容简介：
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毕业设计（论文）中期报告题目：饮水机出水口把手的塑料注射模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2013 年 3 月 19 日1.设计（论文）进展状况本阶段的主要任务是完成外文文献的翻译，对塑件进行更深层次的分析和理解，包括塑件的几何特性与物理特性，以及塑件材料的性能等。 通过以上分析，基本上完成了塑件的二维的装配图及三维装配图，同时深刻体会到Pro/e,cad软件功能的强大；大概了解了注塑机在选用过程中所依据的原则，及所选注塑机的型号与参数；大概了解了注塑模具工艺过程与流程图。 零件图2.存在问题及解决措施对零件结构的理解还不是很到位然后，在设计装配过程中未考虑冷却系统。通过与同学的探讨及老师的指点，使我对自己的毕业设计有了更深一步的认识。我深深明白了设计与实际要紧密结合，要多动脑，勤思考。平时要多练习软件。3.后期工作安排 3.1首先要完成装配图中冷却系统的设计，其次按照毕业设计后期的进度，完成自的任务。 3.2后期工作安排如下： 8-10周：完成结构设计和装配图的绘制； 11-12：完成三位建模，并进行模型装配； 13-14周：完善装配模型，撰写毕业论文 15周： 毕业答辩。 指导教师签字： 2013年 月 日毕业设计(论文)开题报告 题目：饮水机出水口把手的塑料注射模具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012 年 11 月 20 日 1毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1.课题的目的与意义背景和意义:我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高，尤其是塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。本设计题目涉及目标均为工程实际零件，通过对塑件的实体测绘，完成基本参数的采集，然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识，指导学生利用CAD等软件完成模具结构的设计，并进行相关的计算。本设计旨在锻炼学生在技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高。 1.2.塑料模具的前景与市场近年来，国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具整个模具行业中所占比重约为30%。随着国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计未来模具市场，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜市场十分巨大。据介绍，生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造款普通轿车约需200件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也大势所趋，预计2010年全国塑料门窗塑管普及率将达到30%50%，塑料排水管市场占率将超过50%，都大大增加对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力不可低估的。专家预测，型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。 全国塑料加工业域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列，浙江、江苏广东塑料模具产值全国模具总产值中的比例也占到70。现，这3个省份的不少企业已意识到塑模的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。最近，由杭州娃哈哈集团精密机械制造公司研制的腔防盗瓶盖注塑模具通过浙江省省级鉴定。该模具采用的三次顶强制脱模技术、平衡式热流道系统、瓶盖模通用模架具较强的创新性，模具性能质量达到国内领先水平。据宁海模具协介绍，去年以来，该县积极鼓励企业更新技术设备，全力推进工艺产品创新，引导条件的企业从生产环节向研发、销售高附加值模具拓展，型注塑模具制造又新的拓展，现已能够生产成套的8千克双缸洗衣机、汽车保险杠、汽车整体仪表板、汽车内饰件等大型成套模具65英寸背投电视机壳模具。宁波跃飞模具限公司经营部的位工作人员告诉记者,今年他们厂接到有关塑模产品的订单较上年所增加。 然而，塑料模具尽管成时下最诱人的“奶酪”，但樱桃好吃树难栽。由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，模具材料、设计水平及加工设备均较高要求，并不人人都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：是加大塑料材料注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三模具试模结果检验等装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受制约。1.3.塑料模具的的发展趋势1.1.1模具日趋大型化。 1.1.2模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度的模具也将上市。 1.1.3多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。 1.1.4热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。 1.1.5随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。 1.1.6标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。 1.1.7快速经济模具的前景十分广阔。 1.1.8随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 1.1.9以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。 1.1.10模具技术含量将不断提高。 2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1.主要内容和要求2.1.1在开始设计阶段。手机和查阅有关本次设计的相关资料.2.1.2测绘塑料产品的产品图。2.1.3对塑料的特点分析和成该型塑料模具的结构分析，初步完成本次模具设计的基本结构。2.1.4学习和熟练掌握计算机的CAD和PRO/E等软件，完成本次模具设计所需的技术报告。2.1.5小结，并完成毕业设计说明书。2.2.研究方法和步骤2.2.1绘制的二维图2.2.2收集论文相关资料，同时对所获材料进行分类归纳加工整理，力求条理清晰。在对所要求成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种 和批量的大小以及尺寸精度与技术条件，有个整体的概念。2.2.3分型面设计2.2.4注射机的选择2.2.5根据制品尺寸设计成型零部件2.2.6型腔壁厚的设计2.2.7浇注系统的设计2.2.8推出机构的设计2.2.9导柱导向机构的设计2.2.10温度调节系统的设计与计算2.2.11模架的选择2.2.12模计说明2.2.13模具的装配2.2.14试模2.2.15修模3.模具的难点和特点 此制品用于部件的连接。制品材料为：ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物），此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。制品的壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS有较强的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。此制品是批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。在设计模具时需要考虑制品的一些特点。 根据模具的大小和形状，选择合适的温控系统布局，使模具温控达到最好效果塑件的尺寸精度有一定的要求，外型需光洁不得有划伤，总体尺寸大小适中。三完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第1周：前期准备，查阅资料，了解课题；2-4周：完成开题报告，进行开题检查；5-7周：完成中期报告，进行中期检查；8-10周：完成结构设计和装配图的绘制；11-12：完成三位建模，并进行模型装配；13-14周：完善装配模型，撰写毕业论文15周： 毕业答辩。参考文献1 曹宏深，赵仲治主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，19932.李秦蕊主编.塑料模具设计.西安年工业大学出版社，19883.任志华，吴琦主编.pro/engineer wildfire 3.0模具设计.中国电力出版社，20074.孙玲主编.塑料成型工艺与模具设计.清华大学出版社，20085.孙锡红.我国塑料模具发展现状及发展建议.期刊电加工与模具.20106.我国模具发展趋势.期刊模具制造.20037.蒋继宏 王效岳主编注射模具典型结构100例.中国轻工业出版社.20008.颜智伟塑料模具设计与结构设计.北京.国防工业出版社.20069.廖念钊 莫雨松互换性与技术测量M.中国计量出版社.200010.黄立本,张立基,赵旭涛.PVC树脂及其应用M北京:化学工业出版社，2001.9.11.屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：高等教育出版社，2006.7.12.张中元塑料成型工艺与模具设计M北京：航空工业出版社，2004.13.Mita.T.Yamaguchi.T.Kashiwase.T and Kawase,T. Realization og speed biped using modern control theory.Int. J.Control.1984,40.107-119.14.Eldukhri. E, E.Design and control of a biped walking robot.phD thesis.Department of Electronic and Electrical Engineering Univerity of Salford UK.15.Medrano-Xenda.G A and Eldukhri E.E.Biped robot locomotiong in the sagittal plane,Trans.Trans.Inst.Mcasmt and Control,1997.19.38-49.16 Wong T, Tan S T, Sze W S, “Parting line formation by slicing a 3D CAD model”, Engineering with Computers, 14, 330-343, 1998.17 Nee A Y C, Fu M W, Fuh J Y H, et al, “Automatic Determination of 3-D Parting Lines and Surfaces in Plastic Injection Mould Design”, Annals of the CIRP, 47(1): 95-98, 1998.18 Zhou Zhenyong, Gao Shuming, Gu Zhengchao, et al, “Automatic Determination of parting line in Injection Mold Design”, Journal of Computer Aided Design and Computer Graphics, 12(7): 512-516, 2000 (In Chinese).19 Fu M W, Nee A Y C, Fuh J Y H, “The application of surface visibility and moldability to parting line generation”, Computer-Aided Design, 34(6): 469-480, 2002.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见指导老师： 年 月 日所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：饮水机出水口手把的塑料注射模具设计系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年05月本科毕业设计(论文)题目：饮水机出水口手把的塑料注射模具设计系 别： 机电信息系 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年05月饮水机出水口手把的塑料注射模具设计摘要本文基于CAD技术对饮水机出水口手把注塑模具进行了设计。通过对塑件的结构分析，确定了可行的总体设计方案。运用Pro.E软件对塑件进行建模，使用并且对模具进行了分析，优化了浇口位置。根据塑件结构，采用侧浇口的双分型面结构，模具采用一模两腔，且模具采用斜导柱抽芯机构以及推件板推出机构。同时，详细地叙述了模具成型零件包括型芯、型腔的尺寸计算过程以及各重要机构的设计过程。设计方案在保证塑件质量与模具结构合理的前提下尽量做到模具的结构简单、成本低、易加工、使用性好。最后则是模具的装配环节，包括制定装配步骤、明确注意事项等。 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词:开关把手；注塑模；CAD；双分型面IWater cooler outlet handle plastic injection mold designAbstract This article is based on CAD technology for water dispenser outlet handle injection mold design. By analyzing the structure of plastic parts, the feasible overall design scheme is determined. . Using the Pro E software for modeling, plastic parts and the die are analyzed, and optimize the gate location. According to plastic parts structure, use the side gate double parting surface design of mould with one module and two cavities, and the mould adopts the inclined guide pillar core-pulling mechanism and push plate to launch. At the same time, the molding parts are described in detail including the size of the core and cavity calculation process and the design process of the important institutions. Design scheme in guarantee the quality of plastic parts and mould structure is reasonable under the premise of try to do the mould structure is simple, low cost, easy processing and good usability.Key words:Water dispenser switch handle; Injection mold; CAD; Double parting surfaceI目 录1 绪论12 产品工艺性分析32.1 产品材料分析32.2 塑件结构和尺寸精度分析52.2.1 其塑件的产品结构图如下：52.2.2 产品形状分析63 模具结构设计93.1 总体方案拟订93.1.1 型腔数目的确定103.1.2 分型面的设计103.2注射机的选择113.3型腔数目的校核123.4浇注系统设计123.4.1 主流道的设计133.4.2 分流道的设置143.4.3 浇口设计143.4.4 冷料穴设计153.5成型零件的结构设计163.5.1定模板的结构形式163.5.2 动模板的结构形式173.5.3 型芯的结构形式如下：173.6 模具温度调节系统203.6.1 温度调节对塑件质量的影响203.6.2 温度调节对生产力的影响213.6.3 模具加热和冷却系统的计算213.7 顶出系统的设计243.7.1 浇口凝料的顶出243.7.2 塑料件的顶出253.8导向机构的设计263.8.1.导向机构的功用263.8.2、导向机构的设计263.8.3 承受一定的侧向压力273.9排气系统的设计283.10 斜导柱设计283.10.1 斜导柱的形状及技术要求283.10.2 斜导柱的倾斜角293.10.3斜导柱的长度29.3.11滑块设计30.3.12.导滑槽设计31.3.13脱模机构设计323.13.1 设计原则323.13.2 顶出部件324 注射机的校核334.1 锁模力的校核334.2 开模行程的校核335 模具材料的选择35总结36参 考 文 献37致 谢38环保和经济技术型分析39I毕业设计（论文）1 绪论1.1我个塑料模具工业的发展现状及特点塑料是20世纪才发展起来的新材料，目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢材，成为当前人类使用的一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型与制品加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械，电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。我国为了优先发展模具工业，制订了一系列优惠政策，并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。对塑料模具的全面要求就是能高效地生产出外观和性能均符合使用要求的制品。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。塑料成型模具应能生产并满足给定的形状、尺寸、外观和内在性能要求的制品。要求模具能被高效率的应用，且操作简便，并达到自动化水平。要求模具有合理的结构，制造容易且成本低廉。也要求模具有足够的使用寿命。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率，自动化，大型，精密，长寿命模具总产量中所占比例越来越大，在各种塑料模具中来看，注射模具在生产中占的比例是最大的，在生产中起着重要的作用。注射成型模具是塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔融后，在注射机的螺杆式活塞推动下，经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内固化定型，这就是注塑成型的简单过程。注塑成型所用的模具叫注塑模具。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，但是近几年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件成型中占有很大的比重，世界塑料成型模具产量中的约半数以上为注塑模具。在这次设计中充分运用了所学的专业知识，将所学的知识运用到实践中来，在设计的塑料件也是利用注射模具来成型的，本套设计说明书主要放在哈夫模具结构设计这一环节，如注射机的选择和校核、分型面的选择、模具的结构设计、分流道的设计、浇注系统和冷却系统的设计等方面。在设计过程中主要用到的设计软件有Pro/ENGINEE和AutoCAD。首先用Pro/ENGINEE进行产品的结构设计，进行三维造型，然后根据三维造型通过Pro/ENGINEE来设计注射模具。352 产品工艺性分析2.1 产品材料分析该塑件材料选用的是工程塑料ABS，ABS材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。 ABS属于热塑性塑料，外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒，无味。密度1.021.05g/cm3成型温度范围（180-240）,成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降(抗寒性)；有良好的机械强度和一定的耐磨性，耐油性，化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐、及水和无机盐的影响，溶于酮、醛、酯、氯代烃中，不溶于大部份醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面不可接触受冰醋酸，植物油等化学药品，否则会引起应力开裂。此外，ABS的缺点是耐热性不高，低电解强度，低拉伸率，热变形温度为93，脆化温度为-27,使用的温度范围为-40100，而且ABS的耐气候性也差，紫外线作用下容易氧化降解，从而会导致制件变硬发脆。2.2 ABS工艺性能分析塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质，下面，对注塑材料ABS工艺特性进行分析： (1) 收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。一般对于大型模具的收缩率计算，我们采用实际收缩率进行计算：SS=a-b/b100% （SS:实际收缩率；a:模具或塑件在成型温度时的尺寸；b：塑件在室温时的尺寸；c：模具在室温时的尺寸） 对我所设计的零件属于小型的模具，所以采用SJ=c-b/b%（SJ：为计算收缩率） 由于本次毕业设计条件的原因，没有办法自己去测量出：c、b值。于是我们通过查找资料塑料成型工艺与模具设计附录B常用塑料的收缩率，可得：ABS塑料成型收缩率为：0.003-0.008，由于塑件的结构，模具的结构，成型工艺条件等都会影响塑料的收缩率的变化。我们取一个相对平均值：0.55%。 (2) 流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力，称为塑料的流动性。塑料的流动性差，就不容易充满开腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷。但流动性太好，又会在成型时产生严重的飞边。ABS材料属于热塑性塑料，分子成线型，具有良好的流动性。其次：料温，压力，模具结构都会影响塑料的流动及充模能力。 (3) 吸湿性 吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小分类，ABS塑料属于吸湿性塑料，吸水率为:0.05%-0.5%。在注塑成型过程中比较容易发生水降解，成型后塑件上出现气泡，银丝与斑纹等缺陷。因此，在成型前必须进行干燥处理。一般干燥温度取80-90，干燥时间为两小时。 (4)热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解，从而影响到塑件的性能，色泽和表面质量等，另处，塑料熔体发生热分解或热降解时，会释放出一些挥发性气体，这些气体一般具有腐蚀性，或有毒，不管是对人，还是模具都会造成一定的影响。ABS塑料成型温度为210-250，经查中国人力资源专家网提供的材料经验值得，到达260变色，于料温达到280时，塑料出现分解。于是注塑成型时，一般取210-250。综上所述：ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力。ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型时需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。表2.1 ABS材料性能、工艺参数表密 度1.05拉伸强度3349收缩率0.0030.008拉伸弹性模量1.8熔 点130160弯曲强度80热变形温度（45N/cm2）6598弯曲弹性模量1.4压缩强度1839模具温度2570缺口冲击强度1120喷嘴温度180190硬 度R6286中段温度210230外 观微黄色或白色不透明后段温度200220吸水率0.050.5干燥温度8090特 点耐热、表面硬度高，尺寸稳定、耐化学、易成型加工，可渡鉻注射压力70100MPa塑化形式螺杆式柱塞式干燥时间2H保压压力30-80MPa背压压力3-20MPa比 重1.05注塑时间3-5s保压时间10-30s表2.1 ABS材料性能、工艺参数表2.2 塑件结构和尺寸精度分析塑件结构工艺性，直接关系到其成形模具结构、类型、生产周期与成本。只有符合模塑工艺要求塑件设计，才能顺利成形，确保内在与外观质量，达到高效率生产和低成本的目地。2.2.1 其塑件的产品结构图如下：图2.1 塑件结构图技术说明： (1) 材料为ABS (2) 按自由公差 (3) 表面不允许有流纹2.2.2 产品形状分析 (1) 形状结构从产品图2-1可以看出，产品的内侧有凹陷，外侧有手柄，且为完全对称。故在设计模具时必须给予充分的考虑和重视，针对本产品的凹陷与其的完全对称，模具结构采用了哈夫块机构，从而实现塑件的完整和功能要求。及内陷设置内抽芯机构，外部设置斜导柱分型。 (2) 脱模斜度由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取0.5度，最小为15分到20分。下表为常用的脱模斜度：表2.2 几种塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强聚乙稀聚甲基丙稀酸甲脂聚丙烯聚碳酸脂ABS塑料脱模斜度型腔20-4020-5020-4520-4025-4535-135-130型心25-4020-4020-4530-120-4530-5035-1 (3）塑件壁厚 塑料制品应该有一定的厚度，这不仅是为了塑料制品本身在使用中有足够的强度和刚度，而且也是为了塑料在成型时有良好的流动状态。塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。根据成型成型工艺的要求，应尽量使制件各部分壁厚均匀，避免有的部位太厚或者太薄，否则成型后会因收缩不均匀而使制品变形或产生缩孔，凹陷烧伤或者填充不足等缺陷。热塑性塑料的壁厚应该控制在1mm4mm之间。太厚，会产生气泡和缺陷，同时也不易冷却。由产品图可知，其形状较为规则，结构不太复杂：从产品的壁厚上来看，壁厚为2.0mm，壁厚较均匀，有利于零件的成型；为便于脱模，产品内表面设30的脱模斜度，这里采用half模具，因此外表面不需设脱模斜度。 (4) 圆角 塑件的边缘和边角带有圆角，可以增强塑件某部位或者整个塑件的机械强度从而改善成型时塑料在模腔内流动条件，也有利于塑件的顶出和脱模。因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出现圆角外，应该尽量采用圆角特征。塑件上采用还可以使模具成型零部件加强，排除成型零部件热处理或使用时可能产生的应力集中问题。由塑件的产品图可知：产品所有边缘均带有圆角特征，最大圆角特征R=1mm，最小圆角特征r=0.3mm (5) 尺寸精度分析塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大程度的影响塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度应尽量选择的低些。对于本产品，图纸未注明尺寸精度，我们取IT10级精度。IT8=0.72mm.此值由下表查知：表2.3 精度等级选用推荐值类别塑料品种建议采用的等级高精度 一般精度 低精度1PS3 4 5ABS聚甲苯丙烯酸甲脂PCPSU 聚砜PF氨基塑料30玻璃纤维增强塑料2聚酰胺6.66 610 9.10 104 5 6氯化聚乙醚PVC硬3POM5 6 7PPPE低密度4PVC6 7 8PE高密度表2-3 精度等级选用推荐值由于没有规定制品尺寸精度，查表2-3取4-5级精度。 (6)表面质量分析该零件的表面除要求没有流纹、缺陷、毛刺，没有特别的表面质量要求，属一般精度要求。而且有较好的光洁度；曲线光滑，必要圆角，避免尖角；塑件表面具有良好的耐磨性。 (7) 塑件的体积和质量根据饮水机出水口把手的尺寸和技术要求，有工程图绘制其三维实体模型。通过Pro/E实体分析。其体积为：V=4.95238095，ABS的密度为1.05；所以其质量为5.2g。3 模具结构设计3 模具结构设计3.1 总体方案拟订对任何塑料件的模具设计都有一定的程序，首先要确定该塑件使用哪一种浇口形式，因为目前浇口的形式很多，并且用不同的浇口形式可以得到不同的塑件效果，得到的塑件表面质量也不同等，因此确定浇口形式也是至关重要的。本次设计选取的是侧浇口。我设计了两种方案如下；表3-1 初级方案图3.1方案一图3.2方案二方案一的弊端在于，当模具分型时，型芯的包紧力太大，有可能造成手柄被拉断，以及模具壁的损坏，方案二因为分型时型芯小，包紧力也小，很容易脱出来，并且哈夫模容易分开，用顶板顶出。因此选方案二。毕业设计（论文） 3.1.1 型腔数目的确定对于一个塑件的模具设计的第一步骤就是型腔数目的确定。单型腔模具的优点是：塑件精度高；工艺参数易于控制；模具结构简单；模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生产率低、成本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。多型腔模具的优点是：塑件成型的生产率高，成本低。缺点是：塑件精度低；工艺参数难以控制。模具结构复杂；模具制造成本高，周期长。多型腔模具适用于大批量、长期生产的小塑件。由于制品尺寸精度要求不高，且尺寸属于小中型，产量为大批量，所以选择采用一模两腔。3.1.2 分型面的设计 (1) 分型面设计原则分开模具取出塑件的面称为分型面，如何确定分型面位置，需要考虑的因素比较多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件工艺性、精度、推出方法、模具制造、排气等因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较。注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向，分型面的形状有平面和曲面等。 分型面的确定主要应考虑以下几点： 1) 塑料在型腔中的方位在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直的方向避侧凹或侧孔。 2) 分型面与开模方向一般分型面与注射机开模方向垂直的平面，但也有将分型面作减倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工困难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，自然也是曲面。 3）分型面位置 4）除了应开设在制件中断面轮廓 最大的地方才能使制件顺利地从型腔中脱出外，还应考虑以下几种因素： a. 因分型面 不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不要选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。b. 从制件的顶出考虑分型面 要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁厚较大但内孔较小时，则对型芯的包紧力很小，常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。根据本塑件的结构特点，为了方便塑件浇注后脱模、排气、塑件的外观质量等要求，此次设计我选择了两个分型面，分型面的位置选择如下图所示：图3.3分型面一图3.4分型面二3.2注射机的选择注射机是注射成型热塑性塑料的主要设备，注射成型时，注塑机塑化塑料，并将塑化好的塑料注入模具，并在成型结束时将模件推出，注塑机的类型很多，考虑到塑件的类型选择螺杆型注塑机，此类注塑机，结构稳，操作简单，方便维修，便于现代化管理。初选型号为XS-ZY-500，其主要参数如下：额定注射量500 喷嘴圆弧半径18mm 螺杆（柱塞）直径65mm 喷嘴孔直径7.5mm 注射压力145MPa 顶出形式中心液压顶出，中心距100mm 注射行程/mm 200 动、定模固定板尺寸/mmmm 700850 注射方式 螺杆式 拉杆空间/mm 540440 锁模力/KN 3500 合模方式 液压-机械 最大成型面积1000液压泵流量200(L/min) 模板最大行程700mm 液压泵压力6.5Mpa 模具最大厚度450mm 电动机功率22Km 模具最小厚度300mm 机器外形尺寸/mmmmmm 6500130020003.3型腔数目的校核根据公式：n（kMn-M2）/m 见塑料成型工艺与模具设计k注射机最大注射量利用的系数Mn注射机允许最大的注射量M2浇注系统所需的体积M1单个塑件的体积所以有n（0.8500-4.2）/5.276.1 取整数76由此可知n=2符合要求。3.4浇注系统设计浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流动的一段路径的总称，主要应包括主流道、分流道、进料口、冷料穴等几部分。在设计浇注系统时，应考虑塑料成型特性、塑件大小及形状、型腔数、注射机安装板大小等因素。3.4.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。由于主流道要与高温塑料熔体及注射要机喷嘴反复接触，所以在注射模中主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套。根据注射机喷嘴的尺寸，选择浇口套如下图：图3.5浇口套为了使塑料熔体按顺序的向前流动，开模时塑料凝料能从主流道中顺利的拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有26的锥角，内壁有Ra=0.8m以下的表面粗糙度，抛光时应沿轴向进行。若沿圆周进行抛光，产生侧相凹凸面，使主流道凝料难以拔出。热塑性塑料的主流道衬套与注射机喷嘴的尺寸：主流道始端直径D=d+（0.51）mm，球面凹坑半径+（0.51）mm，半锥角a为12，尽可能缩短长度L（小于60mm为佳）。本套模具主流道设计要点是： (1) 为便于凝料从主流道中拉出，主流道设计成圆锥形，其锥角=3 ，内壁粗糙度为Ra=6.3um，整个主流道都在衬套中，并未采取分段组合形式。 (2) 主流道大端处呈圆角，其半径R=1mm，以减小料流在转向时过渡的阻力。 (3) 为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道和注射机的喷嘴紧密接触，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径+(12 )mm，取主流道球面半径 =20mm。其小端直径 +( 0.51 ) mm,取=8mm。凹坑深取h=3.7 mm。图3.6主流道3.4.2 分流道的设置分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计采用一出二侧入式浇口。分流道布局如图所示：图3.7分流道3.4.3 浇口设计浇口是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度，补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状，尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响很大，塑件上的一些质量缺陷，如缩孔，缺料，白斑，拼接缝，质脆和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇口是提高塑料件质量的重要环节。浇口设计与塑料性能，塑件形状，截面尺寸，模具结构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇口的截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。浇口的截面积通常为分流道的截面面积的0.030.09。浇口截面积通常有矩形和圆形两种。浇口长度约为0.52mm左右。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步修正。在注塑模具中常用的浇口形式有如下几种：直接浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口、重迭式浇口、扇形浇口、平缝式浇口、盘形浇口、圆环形浇口、轮辐式浇口与爪形浇口、护耳浇口。浇口的开设的位置对制品的质量影响很大，在确定浇口的位置时应注意以下几点： (1) 浇口应设在能使型腔的各个角落都可以同时填满的位置。 (2）浇口应设置在制品壁厚较厚的部位，使熔体从厚断面流向薄断面，以利于补料。 (3）浇口的部位应选在易于排除型腔内空气的位置。 (4）浇口的位置应选在能避免制品表面产生熔合纹的部位。当无法避免产生熔合纹的产生时，浇口的位置的选择应考虑到熔合纹产生的部位是否合适。 (5）浇口的设置应避免引起熔体断裂的现象。 (6）浇口应设置在不影响制品外观的部位。 (7）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口，一般制品浇口附近的强度较差。由于设计零件是深腔无底的圆形结构，又是一模两腔为保证塑件表面质量及美观效果，本设计采用侧入式浇口。3.4.4 冷料穴设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为12mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的z形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。3.5成型零件的结构设计成型零件是构成模具型腔的零件，通常包括定模板、动模、哈夫块、型芯等。由于哈夫块直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到塑件的质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，以承受塑料的积压力和料流的摩擦力，达到足够的精度和表面粗糙度。3.5.1定模板的结构形式图3.8定模板3.5.2 动模板的结构形式图3.9动模板型芯是成型塑件内表面的成型零件。根据型芯所成型零件内表面大小不同，通常又有型芯和成型杆之分。型芯一般是指成型塑件中较大的主要内型的成型零件，又称主型芯，成型杆一般是指成型塑件上较小的成型零件，又称小型芯。3.5.3 型芯的结构形式如下：图3.10型芯1图3.11型芯2 a b图3.13三维图型腔和型芯尺寸的计算 a. 型腔径向尺寸的计算Lm 型腔的最小基本尺寸（mm） Ls 塑件的最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%） x 综合修正系数取x=3/4。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3。 （3.1） （3.2）型芯2处型腔底 Lm=(32+320.55%-3/40.5) =31.803型芯底部 Lm=(32+320.55%+3/40.5) =32.551型腔上部 Lm=(14+140.55%-3/40.5) =13.703型芯上 Lm=(14+140.55%+3/40.5) =14.452型芯1型腔上部 Lm=(12.4+12.40.55%-3/40.5) =12.093型芯上部 Lm=(12.4+12.40.55%+3/40.5) =12.843型腔底部 Lm=(5.2+5.20.55%-3/40.5) =4.854型芯底部 Lm=(5.2+5.20.55%+3/40.5) =5.6036B型腔高度尺寸的计算 (3.3) (3.4)式中 Hm 型腔的高度最小基本尺寸（mm） Hs 塑件的高度最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收缩率（%） x 综合修正系数取x=2/3。z 模具制造公差，一般为（1/31/6），取1/3型芯2处 型腔 (3.5) =（34+340.55%-2/30.5） =33.854型芯 (3.6) =（34+340.55%+2/30.5） =34.520型芯1型腔上部 =（0.5+0.50.55%-2/30.5） =0.169型芯上部 =（0.5+0.50.55%+2/30.5） =0.836型腔底 =（2+20.55%-2/30.5） =1.677型芯底 =（2+20.55%+2/30.5） =2.3443.6 模具温度调节系统塑料模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺不同，模具温度也要求不同。因此在设计注射模具时必须考虑用加热或冷却装置来调节模具的温度。对于一般的热塑性塑料注射成型时只需考虑冷却装置。3.6.1 温度调节对塑件质量的影响主要有以下几个方面 (1) 尺寸精度 利用温度调节系统来保持模具温度的恒定或采取较低的模温，可减少塑件成型收缩率的波动，提高塑件精度。 (2) 形状精度 模具型芯与型腔各部分温差过大，会使塑件收缩不均匀而导致翘曲变形，影响塑件的美观和使用。特别对于壁厚不一致和形状复杂的塑件，经常会出现因收缩不均匀而变形的情况，必须采用合适的冷却回路，使模具型腔各个部位的温度基本上均匀。 (3) 表面粗糙度 模温过低会使塑件轮廓不清晰，产生明显的熔合纹，提高模温可改善塑件的表面状态，使塑件的表面粗糙度降低。 (4) 塑件的力学性能 3.6.2 温度调节对生产力的影响温度调节系统对生产力的影响主要由冷却时间来体现。通常注射到型腔内的塑料熔体的温度为200左右，塑件从型腔中取出的温度在60以下。熔体在成型时释放的热量中约有5%以辐射、对流的形式散发到大气中，其余95%需冷却水带走，否则由于塑料熔体的反复注入将使模温升高。为了保持模温的恒定，在每一循环中，必须由冷却系统把塑料熔体的热量带走。因此模具的冷却时间主要取决于冷却系统的冷却效果。一般的模具的冷却时间占整个注射循环周期的2/3，因此缩短成型周期中的冷却时间是提高生产率的关键。3.6.3 模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计计算。(1) 由于制品为空心，按平板类计算其冷却时间 (3.7)冷却所需的时间s t塑件厚度2mmTm塑料熔体注塑温度查表取170-180Tw模具温度查表取50-80Ts塑料热变形温度查表取83-103塑料的热扩散率9.610-4m2/h 0.267mm2/s =6.79s(2）冷却介质体积流量计算 (3.8)冷却介质的体积流量m3/h单位时间内注入模具的塑料质量kg/h塑料成型凝固时释放的热量40104J/kg冷却介质的比热容J/kg介质的密度1.05g/mm3冷却介质的出口温度30冷却介质的进口温度20设定模具平均工作温度为40C，用常温20C的水作为模具冷却介质，其出口温度为30C，产量为（初算0.5套/min）0.657kg/h.塑件在硬化时每小时释放的热量,查表2-1得ABS的单位热流量为33x104J/kg,即 = 0.657x33x104=21.68X104(J/kg)冷却水的体积流量V (3.9) = ()冷却水的平均流速 (3.10) = =14.53 m/min =0.24 m/s式中 q凹模的冷却水体积流量，q= 0.7310 m/min D冷却水管直径，取d=8 mm (3) 从表查得的资料表明 管径为8的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s时才能达到湍流状态，但是由于体积流量q没有在表的取值范围内，所以造成了V偏小，如果要达到湍流状态，可以增大体积流量和减小冷却水管直径，但是，冷却的目的就是为了让制品快速冷却，提高生产率，同时改变制品的力学性能，为了达到湍流而增大体积流量是没有意义的，因为在V较小，既层流时就可以达到冷却效果。 (4) 冷却水管壁与水交界面的传热膜系数= (3.11) = =1601 (w/mk)式中 与冷却介质温度有关的物理系数，取7.6。(5）冷却管的传热面积A= (3.12) = =0.0139m 式中 T模具与冷却介质平均温度， T=27.5。 T= T（T+T）/2 =50（20+25）/2 =22.5 (3.13)(6) 冷却水孔总长L L= (3.14)L= =0.55 m (7) 模具上应开设的冷却水孔数 n=L/B=0.550.35 =1.57 (根)取2根式中 哈夫模模具厚度，B=0.34m。(8）冷却水流动状态校核 (3.15) = =1920式中 R雷诺数； 水的运动粘度，=110（m/s）；(9）进出口温差校核TT= (3.16) = =12.44 校核的结果与预期的相差不大，说明实际应用正确。3.7 顶出系统的设计3.7.1 浇口凝料的顶出由于本套模具采用盘形浇口浇注，为了确保分流道的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。 对于浇口凝料进行受力分析可知，脱浇口必须克服拉断浇口及凝料对型腔的包紧力，考虑采用拉杆脱料装置。工作过程为：开模时，拉料杆随着动模的下行将浇口凝料拉出，与定模贴和静止不动。当第二次分型开始后，随动模一起运动流道凝料与制件一起被推出，从而使凝料从主流道及拉料杆上脱落，完成脱料动作。主要尺寸的计算： 图3.14 拉料杆拉料杆拉料端采用Z形结构（如上图所示），拉料杆直径为12mm。3.7.2 塑料件的顶出对制件进行受力分析塑料件对凸模的包紧力主要集中在中间型环对型芯的包紧力。鉴于制件为空心无底的圆环形，所以采用推板推出。为防止推板在顶出过程中脱落，本设计采用顶出版和推杆垫板的方法，具体的方法是在顶杆的头部加螺纹，并在推板相应的位置加螺纹孔。顶杆的固定宜采用顶杆轴肩固定在推杆垫板的方式。主要参数计算： 经CAD分析可知：塑料件在脱模方向的投影最大距离为83.25mm，因此开模距离为L=83.25+34+(510)mm。 取L=125mm因为推杆要支撑推板 故直径取的较大 推杆杆直径为d=14mm,推杆间隙为0.05mm.推板及压板按标准选取规格： 推板的厚度为40mm。 压板的厚度为20mm。3.8导向机构的设计3.8.1.导向机构的功用任何一副模具在定动模之间都设置有导向机构。其作用有：1） 定位作用：合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状。2） 导向作用：合模时引导动默按序闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。3） 承载作用：采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。4） 保持运动平稳作用，对于大中型模具的脱模结构，有保持机构运动灵活平稳的作用。3.8.2、导向机构的设计(1) 导柱 国家标准规定了两种结构形式，带头导柱和有肩导柱。有的导柱开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦，小型模具和生产批量小的模具主要采用带头导柱，大型模具和生产批量大的模具多采用有肩导柱。本次设计选择的是有肩导柱，如图所示 图3.15 导柱(2)导套 直导套多用于较薄的模板，比较厚的模板须采用带头导套，导套壁厚通常在3-10mm ，视内孔大小而定，大者取大值，带头导套轴向固定容易，此次设计选择的是带头导套，如图所示。图3.16导套3.8.3 承受一定的侧向压力塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的，型腔的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非平衡进料形式，就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一定的侧向压力。设计导向机构时应注意：导柱应合理均匀分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边缘应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的高度应比型芯端面的高度高出6-8mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。3.9排气系统的设计模具型腔在塑料的填充过程中，除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体，尤其是在高速注射成型时，考虑排气是很必要的。一般是在塑料填充同时，必须将气体排出模外。否则，被压缩的气体产生的高温会引起塑件局部碳化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至阻碍塑件填充等。为了使这些气体能从型腔中及时排出，可采用排气槽等方法。当塑件熔体充填型腔时，必须顺序的排出型腔以及浇注系统内的空气及塑件受热而产生的气体。如果气体不能被顺序的排出，塑件由于填充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清等缺陷；甚至因气体受压而产生高温，使塑件焦化。考虑该塑件尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以利用推出机构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值为0.03mm。3.10 斜导柱设计3.10.1 斜导柱的形状及技术要求斜导柱的形状如图9.21所示(SJ/T 10519.161994)：(a) (b)图3.17 斜导柱的结构形式斜导柱的工作端可以是半球形也可以是锥台形，由于车削半球形一般较困难，所以绝大部分的斜导柱都是设计成锥台形。设计为锥台形时，锥台的斜角应大于斜导柱的倾斜角，一般=+23，这样设计的目的是保证斜导柱工作的可靠性，避免斜导柱锥台部分参与侧抽芯，以致于侧滑块停留位置不符合设计要求。斜导柱的固定端可以设计成图9.21(a)或9.21(b)的形式。其固定端与模板之间的配合可以采用H7/m6过渡配合；其工作端与滑块斜导孔之间采用H11/b11配合2（或者两者之间采用0.40.5mm的大间隙配合）。斜导柱的材料通常为T8、T10等碳素工具钢，亦可以采用20钢渗碳处理(SJ/T 10519.161994)。其热处理要求一般杆部硬度HRC5660，大头部分HRC，表面粗糙度。本次设计中采用图9.21的斜导柱结构，=23，斜导柱的工作部分与斜导孔配合为H11/b11，固定端与模板配合为H7/m6，材料为T10A，硬度。3.10.2 斜导柱的倾斜角在斜导柱侧向分型与抽芯机构中，倾斜角是决定斜导柱侧向分型机构工作效果的重要的参数，倾斜角的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接重要影响。选取什么样的斜导柱结构主要看塑件侧孔的方向，从分析RJ45接线座塑件结构特点出发，其成型侧孔的型芯抽出方向与开合模方向垂直，所以其所用机构为类型1。由受力分析及理论计算，斜导柱的倾斜角取20比较理想，在一般的设计过程中取，最常用的是。楔紧块的楔紧角。通常情况是：如果抽芯距长时可取大些，抽芯距短时可取小些；抽芯力大时可取小些，抽芯力小时可取大些。在本次设计中，斜导柱的倾斜角=20，楔紧块的楔紧角=23。3.10.3斜导柱的长度 当侧型芯滑块的抽芯方向与开合模方向垂直时，斜导柱的工作长度L与抽芯距S以及倾斜角的关系如下式所示： (3.17)由前知，S=20mm，=20，则斜导柱的工作长度L=20/sin20=58.58 如图10.22所示，斜导柱的总长度为： (3.18) =14tan20/2+14tan20/2+30/cos20+58.58+(510) =102mm式中 图3.18 斜导柱长度示意图.3.11滑块设计滑块是斜导柱侧向分型机构中的一个重要零部件，滑块的结构可分为整体式和组合式两种：在滑块上直接制出侧型芯或侧向型腔的结构称为整体式，这种结构仅适于形状十分简单的侧向移动零件；在一般的设计中，把侧向型芯或型块和滑块分开加工，然后再装配再一起，这就式所谓的组合式结构。，因为此次滑块运动方式为单一的，所以本次设计采用整体式结构，具体如下图所示：图3.19滑块滑块用40CrMnMo制造，要求硬度HRC5458。.3.12.导滑槽设计导滑槽采用T型槽的形式，具体结构如图所示：图3.20导滑槽结构导滑槽采用整体式，导滑槽与滑块导滑部分采用H8/f8间隙配合，表面粗糙度。3.13脱模机构设计3.13.1 设计原则(1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。(2）正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及其所在部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑料收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施与塑件刚性和强度最大的部位，作用面积也应尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。(3）保证良好的外观。在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。(4）结构合理可靠。脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，具有足够的强度和刚度。3.13.2 顶出部件(1）推出部件的设计推出部件由动模垫板、推杆垫板、以及推杆（螺栓）、推板组成。针对该塑件可知，使用推板推出是合适的。本套模具采用顶杆推板脱模机构。故推顶塑件力量均匀，塑件不易变形，也不会留下明显的推出痕迹。毕业设计（论文）4 注射机的校核4.1 锁模力的校核注射时，为防止模具分型面被模腔压力顶开，必须对模具施加足够的锁紧力，否则在分型面处产生溢料。因此，模具设计时应使注射机的锁模力大于模具将分型面胀开的力。 即 式中 F为锁模力（N）分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（） 为塑料熔体在型腔内的平均压力（Mpa）经CAD分析可知：制品在分型面上的垂直投影面积为1879.7，浇注系统在分型面上的垂直投影面积50.24注射机注入的塑料熔体流经喷嘴，流道，浇口，和型腔，将产生压力损耗，一般型腔内平均压力仅为注射压力的25%50% 取=0.4Po=0.4130=52 Mpa (3.19) 所以， =5210（21879.7+50.24）10 (3.20) =100357.4N 3500KN 故锁模力在要求的范围内。4.2 开模行程的校核模具开模后为了便于取出塑料件，要求有足够的开模距离，而注射机的开模行程是有限制的，因此模具设计时必须进行注射机开模行程的校核。模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度H为350mm 300H450， 符合要求2）、开模行程（S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于单分型面注射模应有：max (3.21) 式中 -模具厚度 -顶出行程-包括浇注系统凝料在内的塑件高度C 安全距离本设计中=700 = 350 mm =34mm H3 =125mm C取30mm总的开模距离需要S=637mm以上. 经计算，符合要求。总结5 模具材料的选择定模底板，动模底板,支撑板，推杆垫板动模座板选用45号钢。支承板选用45.浇口套选用T8A拉料杆选用T10A.滑块选用40CrMnMo，渗碳淬火5458HRC。限位钉选用45号钢，淬火至4348HRC。导柱，导套选用T8A，热处理至5055HRC。其他零件见装配图。模具的的总装配图 图5.1模具示意图总结经过了半年多对模具专业课程的学习，自觉收获颇多，领会了模具设计的要领，但经此次毕业设计，完成了饮水机手把的塑料注塑模具设计，通过此次涉及，我了解和掌握了模具设计的一般设计方法。其实每部注塑模具都基本相同，由浇注系统，成型零件，模温调节系统，顶出系统，导向机构，排气系统，斜导柱系统，注射机的校核等组成。就该制品整体结构而言并不是很复杂，塑件本身精度要求不高，但由于制件内部有抽芯，外部有手柄。其中内抽芯机构由两个哈夫块和斜推杆组成。在浇注系统中采用侧浇口，保证了各型腔同时充满并均匀进料，去除零件时不会对制件表面产生影响。推出机
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