洗涤容器弹簧固定体注塑模设计-模具毕业论文

华北工学院分院毕业论文 1 摘 要 : 本模具设计中脱模机构是重要的一个部分，同时它又是一个难点，特别是因为制品两边都含有螺纹。该文设计的制品含有内螺纹，为了避免侧向分芯，而采用动定模两向脱螺纹方式，同时也要考虑模具设计的成本问题和制品要大批量生产等因素，最终脱模机构采用螺纹自动脱模机构，即采用齿轮齿条 机构和拉动推板的联合方式将塑件脱下来。该文介绍了这种脱模 机构的设计要点，也是本问的一个特色。本文还强调了齿轮齿条机构和螺纹成型芯等各机构之间的协调运动，这样才能使塑件顺利地脱下来，最终生产出合格的产品。 关 键 字 ： 螺纹型芯；齿轮与齿条； 注射模具 Abstract : The organization of drawing of patterns is an important part in this mold design, at the same time it is a difficult point , especially because the products both sides contain the whorl . Products whorl in containing that this article design, for prevent side direction from divide into core, is it move two mould definitely to take off the whorl way to adopt, is it consider cost issue and products of mold design want factor of producing in enormous quantities etc. to want at the same time, final drawing of patterns organization adopt whorl automatic drawing of patterns organization , adopt gear wheel rack organization and is it push union way of board mould one is it get off to take off to spur. This article has introduced the design main point of organization of this kind of drawing of patterns, is a characteristic that originally asks too. This text has also emphasized such coordination sports between every organization as the rack organization of the gear wheel and whorl shaping core ,etc., could is it mould piece is it come down to take off smooth , output qualified product all ones life most to make in this way. Key word: Whorl type core； Gear wheel and rack； Inject the mould 华北工学院分院毕业论文 2 目 录 前 言 6 第一章 塑件分析设计 7 第 1.1 节 7 1.1.2 选材方法 8 1.1.3 材料选择 8 第 1.2 节 塑料制品的结构设计 9 1.2.1 尺寸精度 9 第二章 方案论证 10 第三章 注射机的选择 11 第四章 注塑模设计 13 第 1 节 型 腔数及排列方式 13 第 2 节 浇注系统的设计 14 第 3 节 分型面设计 17 第 4 节 成型零件的设计 17 第 4.1节 概述 18 4.2.1 组合型腔的设计 18 4.2.2 型芯的结构设计 18 第 4.3节 成型尺寸的计算 19 第 4.4节 螺纹型心尺寸计算 21 第 4.5节 型芯的高度的计算 22 第 5 章 齿轮的设计 24 华北工学院分院毕业论文 3 第 5.1 节、齿轮 1 的设计 24 第 5.2 节、 圆锥齿轮 6 和 7 的设计 26 第 5.3 节、齿轮 8 的设计 28 第 5.4 节 轴承的设计 29 第 5.5 节、轴承的选择 30 第 5.6 节 轴的设计 31 第六章 塑件脱模机构的设计 32 第七章 合模导向机构的设计 33 第 7.1 节 引言 33 第 7.2 节 导柱的设计要点 33 第 7.3 节 导套的设计要点 34 第八章 模温调节系统的设计 34 第 8.1 节 模具温度设计原则 34 第 8.2 节 冷却系统设计原则 35 第 8.3 节 温度调节系统的设计 1 35 第 8 4 节 冷却回路设计 38 第九章 工艺参数的校核 39 第 9.1 节 最大注射量的校核 39 第 9.2 节 注射压力的校核 39 华北工学院分院毕业论文 4 第 9.3 节 锁模力的校核 39 第 9.4 节 开模行程的校核 40 第 9. 5节 安装尺寸的校核 40 第十章 结 论 41 致谢 41 参考文献 42 参阅外文资料节选 43 外文资料译文 57 华北工学院分院毕业论文 5 华北工学院分院毕业论文 6 前 言 塑料材料的成型加工已经成为我国重要的产业。塑料材料只有通过成型才能成为具有使用价值的各种制品，而塑料的成型一般通过模具来成型，因此在塑料生产过程中模具是必不可少的。塑料模具对实现成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。任何塑件的生产和 更新换代都是以模具的制造和更新为前提的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造技术的迅猛发展。 我国 模 具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。 塑料注射模成型所用的模具即称为注射成型模具，简称注射模。注射模区别于其它塑料模具的特点是，模具先由注射机合模机构闭合紧密，然后由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模具型腔内，经冷却或固化定型后，开模取出塑件。 因此注射模能一次成型出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制件。 本论文就是一个注射模的设计，设计塑件为洗涤容器内一个弹簧固定件。他的主要点在于塑件两边都有内螺纹，在设计，成型，脱模方面都有一定难度，本论文主要查阅一些螺纹设计的文献，采用齿条齿轮脱模方式脱出大标准螺纹，强制脱出内圆牙螺纹的方法脱模。 设计者 熊平 2005 年 6月 6日 华北工学院分院毕业论文 7 第一章 塑件分析设计 注射塑料制品的选材要求 主要取决于使用要求，为达到均衡选材还需考虑材料的注射工艺性和模具的结构工艺性，以及材料的成本。 一个完美的塑料制件，要根据制品的使用要求和外观要求从力学性能、美术造型和成型工艺、塑料模具设计和制造等多方面进 行考虑。塑件的物理力学性能，如刚度、强度、韧性、弹性、吸水性、以及对应力的敏感性。设计塑件时尽量发挥其优点，避免和补偿其缺点。塑料的成型工艺，如流动性、成型收缩率及收缩率的各项差异等。塑件的形状应有益于脱模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却。塑件结构应是模具结构尽可能简单，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模机构。使模具机构符合制造工艺要求。 第 1.1节 塑料材料的选择 表 13 几种常用塑料的使用性能排序 序号 性能 说 明 塑料代号排序 1 强度刚度 高 低 PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE 2 耐磨减磨 好 差 PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS PMMA PSU 表 1 2 几种塑料的性能比较 材料 名称 密度 （ g/cm3） 强度极限 b （ kg/mm2） 比强度 b/ 弹性模量 E (kg/mm2) 比刚度 （ E/） 价格 元 /吨 PE 0.96 39.5 41.2 1078.7 1123.7 6600 PP 0.90 32.3 35.9 1274.8 1416.4 7450 PS 1.06 48.6 45.9 3137.9 2905.8 7850 ABS 1.05 48.0 45.1 2059.3 1961.2 10100 POM 1.41 60.4 42.8 2745.7 1947.3 15000 PA-6 1.13 81.0 71.7 2745.7 2418.31 16900 PA-66 1.14 78.3 68.6 1274.8 1118.2 18900 PC 1.20 61.8 51.5 2353.4 1961.1 20100 华北工学院分院毕业论文 8 3 耐化学性 好 可 PCTFEF3 PEEK PPS PENTON PTFE PPSU PPO ABS HDPE PB PA PC PMMA 4 耐热性 高 低 PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS PVC 5 尺寸稳定性 精 粗 PENTON PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE 6 抗老化性 强 弱 FEP F46 PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM 7 阻燃性 好 差 PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP 8 电性能 低 高 PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE PPP 9 透明性 好 劣 PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA-1010 10 耐折叠性 好 差 PP PE PVC PPC PS ABS 1.1.2 选材方法 经验法。按选材经验和推荐使用情况综合考虑使用要求，选取合适的材料，其中还须考虑经济成本和材料来源。 1.1.3 材料选择 根据经验和推荐该塑件采用材料 pp。 pp 的特性、注射工艺及模具条件介绍： 表 14 PP 的部分性能 物 理 性 能 密度 g/cm 0.90.91 力 学 性 能 屈服强度 MPa 37 线胀系数 / 9.8 抗压强度 MPa 56 计算收缩率 % 1.02.5 断裂伸长率 % 200 燃烧性 慢 弯曲模量 GPa 1.45 透明性 半透明 冲击韧度 kJ/mm 3.54.8 （缺口） 化 不含稳定剂时表面迅速变色、发脆，加抗氧剂可以改善其抗大气成 预 热 时间 h 12 温度 80100 华北工学院分院毕业论文 9 学 性 能 老化性能 型 条 件 料筒温度 后段 160180 对碱类稳定 中段 180200 对多数油类稳定，能吸收极少量矿物油、植物油 前段 200220 模温 4080 强酸及高浓度氧化剂能引起破坏，对水和无机盐溶液稳定。 注射压力 MPa 70120 成型时间（总周期50160） s 注射 2060 受许多烃类、酮类高级脂肪族的侵蚀而软化或溶解，对醇类稳定。 高压 03 冷却 2090 螺杆转速 r/min 48 第 1.2 节 塑料制品的结构设计 1.2.1 尺寸精度 塑 料制品的尺寸精度与塑料制品品种有关，根据各种塑料收缩率不同，可将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度和低精度。对于塑料制品技术要求和尺寸精度尽量降低，采用一般精度。 PP 塑件一般精度为 MT4，未注公差尺寸为 MT62。 1.2.2 表面质量 塑件表面质量包括表面粗糙度和表观缺陷状况（缺料、溢料、凹陷、熔接痕、银纹、浇口处发浑、翘曲、粘膜和粘流道等）。如果不考虑表观缺陷状况，则制品的表面质量主要取决于表面粗糙度。一般而言，原材料的质量、工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均对制品的表面粗糙度有影响，其中 模腔的表面粗糙度影响最大。制品要求的表面粗糙度数值越小，模腔表面越光滑，加工模具时的研磨抛光要求也越高，模具制造的难度也越大。因此，制品表面的粗糙度应视情况而定，除了考虑使用要求外，还须考虑美观。模塑制品的表面粗糙度通常为 Ra0.021.28 m ，这里取 Ra0.8。模腔表面粗糙度数值为制品的1/2，即 Ra0.010.64 m ,这里取 Ra0.4。 华北工学院分院毕业论文 10 1.2.3 结构设计及工艺性 如图 11 塑件图。 制品的外形尺寸主要受塑料品种的流动性和注塑机规格的（包括注塑量、合模力、成型面积和动、定模座尺寸等）限制。在满足使用要求的前提下，将制品设计得尽量紧凑。制品的壁厚及其均匀性对塑件质量影响很大：壁厚过小，成型时熔体流动阻力大，大型复杂制品难以充满型腔；壁厚过大，不仅使原料消耗增大，生产成本提高，更重要的是增加了冷却时间，成型周期延长。 PP 塑件的最小壁厚通常为 0.64mm，常用壁厚为 2.0mm，最大壁厚 4.53 mm1。这里塑件的最大壁厚为 3mm,平均壁厚为 1.5mm. 第 二章 方案论证 本文所设计的产品含有内螺纹，所以必须设计螺纹脱模机构。以前生产过程中，生产厂家生产产品的模具的脱模机构是将螺纹成型芯和制品一起推出型腔外，然后再由生产人员手动旋出制品。这种生产方式属于手动脱模方式，进行生产的模具结构简单，但需要数个螺纹型芯和预热装置，还需要机外辅助取型芯结华北工学院分院毕业论文 11 构，生产效率低下，劳动强度大，只适用于小批量生产及试制，所以这次设计厂家明确要求用螺纹自动脱模机构。 现在普遍使用的螺纹自动脱模机构一般都是旋转式脱出方式，而且旋转式脱出方式一般都是用机械模内自动旋出。旋转式脱出又分为螺 纹型芯一面旋转一面退回的结构和螺纹型芯只旋转不轴向后退的结构。在这两种方式中，我选择了型型芯旋转不退回的方式，但是由于是齿轮齿条结构，螺纹型心会随动模退出。因为塑件两面都有内螺纹，要保证塑件留在定模边就可以运用拉杆拉动顶板顶出塑件。 机械结构运动的动力来源又有很多种：比如开模时的动力、电动机的动力、液压缸或汽压缸的动力。我选择了开模时的动力，这样既简化了结构，又不用增加附加动力来源，节约了成本。最终，形成了这样一种螺纹自动脱模机构：开模时导柱齿条带动与其啮合的齿轮旋转，齿轮带动同轴上的圆锥齿轮的旋转，旋转的 圆锥齿轮带动与其相啮合的另一个圆锥齿轮，带动了中心圆柱齿轮，中心圆柱齿轮又带动各螺纹成型芯的旋转，使塑件与螺纹型芯脱离。由于塑件在定模上的螺纹抱紧作用使塑件留在定模边。 同时在定模边也有一个圆牙螺纹 标准普通螺纹及圆牙螺纹各数据如下 外径（ mm） 中径 (mm) 小径 (mm) 螺距 (mm) 普通螺纹 11.62 10.65 10 1.5 螺距（ mm） 牙高 (mm) 大径 (mm) 中径 (mm) 小径 (mm) 非螺纹封闭的管螺纹 1.814 1.162 20.955 19.79 18.631 由于采用圆牙螺纹可采用强制脱模。 第三章 注射机 的选择 注塑成型机类型和规格很多，卧式注塑机是目前使用最广泛的注塑成型机 ,其注塑柱塞或螺杆与模板的合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上，其优点是机体较低，容易操纵和加料，制件推出模具后可自动坠落，故意实现全自动化操作，机床重心较低安装稳定，一般大中型注塑机均采用这种形式。华北工学院分院毕业论文 12 此处就采用卧式螺杆式注塑机。 模具设计时需要考虑注射机技术的规范有：最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸和开模行程等。由于同一规格的注射机，生产厂家不同，技术规格也有所不同，所以设计时最好查阅注射机生产厂家提供的注射 机使用说明书上标明的技术规格。 初选浙江塑料机 6械厂 SZ-400/ZT SZ-400/ZC 数据如下 螺杆直径（ mm） 30 35 40 理论注射容积 (cm)3 46 63 82 注射压力（ M Pa） 220 162 124 锁模力（ KN） 400 模具厚度 MAX 250 MIN 125 模板行程（ mm） 250 模板最大开程 (mm) 500 顶出力（ KN） 18 华北工学院分院毕业论文 13 顶出行程（ mm） 70 塑化能力 2.3 2.8 3.2 这里选择螺杆直径 30mm 的注射机 第四章 注塑模设计 第 1 节 型腔数及排列方式 (1)型腔数确定 2 这里根据所选注塑机的技术规范及塑件的技术经济要求，计算可以选择的型腔数。 根据注塑机最大注塑质量求型腔数。 m =85%M=85% 46 0.91=35.58 n=m /q q=3.8+1.6=5.4 其中 M-注塑机最大注塑量 q-一个塑件的质量和它平均分到的浇注系 统的质量 n 6 根据塑化能力求型腔数 模具的塑化容量必须与注塑机的塑化能力相匹配，故型腔数可以根据塑化能力来决定。 n = qGtc6.3 = xqG6100 （ 41 ） 式中 G 塑化能力， g/s 华北工学院分院毕业论文 14 x 每分钟的注塑次数， x =60/ct q 一个塑件的质量和它均分到的浇注系统质量之和， g ct 成型周期， 50160s x=60/50=1.2 G=2.3 0.001 3600 100 N 22 又考虑到该塑件难以充模和生产考虑决定采用 4 型腔。 (2)型腔排列方式的确定 模具采用齿轮齿条抽芯机构，为了使模具尽量紧凑，所以型腔采用图示排列方式（简图）： 第 2 节 浇注系统的设计 2.1 主流道的设计 设计入图 华北工学院分院毕业论文 15 2.2 分流道设计 圆形截面分流道 其优点是表面积与体积之比值为最小，在容积相同的分流道中圆形截面分流道的塑料与模具接触的面积最小，因此其压力损失及温度损失小，有利于塑料的流动及压力传递，其缺点是圆形截面分流道必须在动、定模上分别设计两个半圆形，因此给模具加工带来一定难度。 抛物面截面（ U 形截面） 其截面的形状接近于圆形截面，同时此种截面的分流道只在模具一面加工。但缺点是与圆形截面相比，热损失较大，流道废料较多。 梯形截面 此种截面是抛物线形截面的变形，与以上两种截面相比，其热损失较大，但便于分流道的加工及刀具的选择。 本模具要一次成型 4 个塑件，加上塑件本身形状复杂， PP 材料的加工性能好，但是易散热，所以采用圆形截面分流道，考虑到 PP 流动性极好，溢边值 0.03mm左右，冷却速度快，浇注系统及冷却系统散热应适度，料温低，取向性明显。50以下无 光泽。因而，这里选择圆形截面分流道。查表得到 PP 的圆形截面分流道直径为 D=4.79.5mm，这里取 D=5mm。 2.3、浇口形式的设计 根据本设计中产品的外观要求和密封要求，浇口形式采用侧浇口形式，华北工学院分院毕业论文 16 其优点是浇口便于机械加工，易于保证加工精度。浇口的示意图和尺寸可见图 其中浇口长度 L=0.8mm 浇口厚度 H=1mm 浇口宽度 B=1.5mm 2.4 冷料井的类型和结构 由于注塑机喷嘴与冷模具接触降温，致使喷嘴前端存有一段低温 料，为了除尽这段冷料，在主流道对面设计冷料井使冷料不进入分流道和型腔，采用冷料井底部带推杆的冷料井 3。用带 Z 形头拉钩的推杆在分模时将凝料从主流到拉出。拉料杆固定在推板上，推出制件时，冷料连同塑件一起被推出。取产品时向拉料钩的侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一起取下。 拉料杆直径 d = 013.0028.08 mm 冷料井处孔径 d = 022.008 mm 2.5 排溢系统的设计 3 当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇筑系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，否则将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清、填充缺料等成型缺陷。另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计时有必要考虑排气问题。 本模具为中小型的简单型腔，且设有推杆定出机构和侧向抽芯机构，可以利用华北工学院分院毕业论文 17 推杆、活动型芯与模板的配合间隙进行排气，其间隙可取在 0.030.05mm 之间，这里取 0.04mm。 第 3 节 分型面设计 在注塑模中，用于取出塑件或浇注系统凝料的面，通称为分型面。常见的取出塑件的主分行面，与开模方向垂直。分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且涉及模具的结构与制造成本。在选择分型面时，应遵守以下规则： （ 1）：分型面应该选择在塑件的最大的截面处； （ 2）：尽可能地将塑件留在动模一侧。因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行； （ 3）：有利于保证塑件的尺寸精度； （ 4）：有利于保证塑件的外观的质量； （ 5）：考虑满足塑件的使用要求。注塑件在模塑过程中，有一些很难避免的工艺缺陷，如拔模斜度、分型面上飞边及顶杆与浇口的痕迹等。在设计分型面时，应从使用角度 避免这些工艺缺陷影响塑件的功能； （ 6）：尽量减少塑件在合模平面上的投影面积，以减少所需的锁模力； （ 7）：长芯应置于开模方向； （ 8）：有利于排气，应有利于简化模具。 这个模具的分型面，我选择在最大的横截面上，也就是选择在制品的中部，这样的选择既不影响制品的外观，又可以 2 边抽出螺纹型心，也不影响制品的脱模了。 第 4 节 成型零件的设计 华北工学院分院毕业论文 18 第 4.1节 概述 成型零件主要包括凹模、型芯、镶嵌件，各种成型杆与成型环。成型零件承受高温高压的塑料熔体的冲击 和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在上万次、甚至几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑料制品的相对质量。成型零件的结构设计，当然是以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加工性及模具的制造成本。成型零件成本高于模架的价格，随着型腔的复杂程度、精度等级和寿命要求的提高而增加，型腔和型芯是用来直接成型零件的，其尺寸精度，公差大小关系到塑件的精度和表面粗糙度，精确度要求较高。 第 4.2 节 成型零件的结构设计 4.2.1 组合型腔的设计 由于塑 见需要 2 边抽出螺纹型心，为了方便加工及制造，将定模边型腔分为 3部分，及螺纹型心 B 型心 C 和型心 D。动模边设计为螺纹型心 A 和组合式圆柱型腔 E。 4.2.2 型芯的结构设计 将型芯螺纹 A 直接做在轴上，这样能保证加工精度，加工方便，便于修模。型芯的材料是 35SiMn 合金结构钢，调质 220 260HBS。表面的粗糙度：mRa 8.0 。 本塑件有个成型较大标准螺纹的大螺纹型芯 A 和 3 个拼组的型芯，其中之一是成型小螺纹的螺纹型芯。 华北工学院分院毕业论文 19 第 4.3节 成型尺寸的计算 型腔 E 的成型尺寸计算 按平均收缩率计算成型尺寸比较简便易行，是最常用的计算方法，这里采用此方法。 PP 平均收缩率 %75.1SCP ，塑件制造公差 4MT ，对应模具制造公差10IT 。 型腔径向尺寸计算 2/ PPCP LL (47) P C PS C PP C PS C PP C PM C P LLLL 2 SCPPCPL 1 (48) 2/2/ mwM P CM LL 式中 ML 型腔（孔）的最小尺寸 w 型腔使用过程中允许的最大磨损量（取塑件总误差的 1/6，一般在0.020.05mm 之间） m 成型零件制造误差（正值） PL 塑件（轴）的最大尺寸 塑件公差（负值） 出于修模考虑，对型腔径向尺寸来说易修大，预留一负修模余量 r ,标上制造公差 m 得型腔径向名义尺寸： ML = )2/2/( rmwM P CL + m 对于注塑模，型腔磨损量很小时，可用下式计算： ML = )( mMPCL + m (49) 塑件径向尺寸 1PL =34mm， 242.0341 PCPL =33.79mm； %75.11 79.331MCPL 34.60mm 模具型腔按 10IT 级精度制造，其制造偏差 m =0.07mm， 1ML =(34.60-0.07)+0.07 华北工学院分院毕业论文 20 =34.60+0.07mm （ 2） 型腔的深度尺寸的计算 根据文献 4中的内容，型腔的深度尺寸按极限 尺寸来计算 ,计算的公式是： 1m inspm hh （ 6.5） 所以根据公式计算可得： mmh 046.0046.01 58.3007.01 046.06.3 ， mmh 0 5 4.00 5 4.02 09.6007.01 054.01.6 型腔的侧壁厚度的计算 （ 1）按刚度条件计算时，计算壁厚的公式为： 11prEprErR （ 6.6） 其中 P-型腔的压力（ MP）， E-弹性模量，碳钢为 MP5101.2 r-内半径（ mm） ,R-外半径（ mm） , -泊松比，碳钢取 0.25 查资料 3的表 18-4-1 可得：容许变形量 mm05.0 又由前面的计算可得： r=34mm ，型腔压力 P=50MP 所以 经过计算可得： R=45.82mm 所以，厚度为： S=34 22.91=11.09mm （ 2）按强度条件计算时： 计算壁厚的公式为： )12 ( prS （ 6.7） 其中 为型腔的材料的许用应力，我选的材料是 45#钢，查文献 3可得 = MP510160 华北工学院分院毕业论文 21 所以， mmS 22)1250160 160(34 所以选 2 者最大值及为 22mm 型腔的底板厚度的计算（按刚度条件和强度条件分别计算） （ 1）按刚度条件计算时，计算公式为： 34175.0ErPB （ 6.8） 其中 容许变形量 mm05.0 P-型腔的压力（ MP）取 P=50MP ， 所以， mmB 1205.0101.2 3450175.03 54 （ 2）按强度条件计算时，计算公式为 43 2 rPB （ 6.9） 其中其中 为型腔的材料的许用应力，我选的材料是 55#钢， = MP510160 所以， mmB 181604 345032 根据以上的计算结果：侧壁厚 S 和底板厚度 B都应该取大值， 所以 S=22mm ， B=18mm 第 4.4节 螺纹型心尺寸计算 螺纹型芯 A的成型尺寸计算 螺纹型心大径计算 zbdsdd m 0 螺纹型心中径计算 zbsddd m 0222 螺纹型心小径计算 华北工学院分院毕业论文 22 zcsddd m 043111 对于螺纹型 A 其中 b=0.24 c=0.24 s=1.75% 06.04 bz d=11.62 646.102 d 101 d 由计算可得， 06.0012.12 md 06.002 92.10 md 06.001 355.10 md 螺纹型芯 B的成型尺寸计算 螺纹型心大径计算 zbdsdd m 0 螺纹型心中径计算 zbsddd m 0222 螺纹型心小径计算 zcsddd m 043111 对于螺纹型 A 其中 b=0.24 c=0.24 s=1.75% 06.04 bz d=20.95 8.192 d 6.181 d 由计算可得， 06.0055.21 md 06.002 38.20 md 06.001 1.19 md 第 4.5节 型芯的高度的计算 因为制品的内腔的总高度为 19.6mm,所以根据文献 2：计算型芯的高度尺寸的公式： 66.0)1( shh m （ 6.2） 其中： h-塑件的高度尺寸， -塑件的公差， -模具的制造公差， S-平均收华北工学院分院毕业论文 23 缩率，因为 pp的纵向收缩率为 1. %-2.5%，所以 S=1.75% ， =6 所以由公式 6.2 可得型芯各高度为： 各型心高度为 05.032.0*66.0)1(6.19 sh ma = 05.026.20 46.028.0*66.0)1(5.16 shhh mcmbmb = 46.097.16 第 4.6 节 型心的径向尺寸计算 型芯径向尺寸计算 2/ PPCP LL ML = rmwM cpL 2/2/ 标上制造公差 m 得型芯径向名义尺寸： ML = )2/2/( rmwM cpL - m 对于注塑模，型腔磨损量很小时修模余量也很小时可用下式计算： ML = mmMcpL )( 由计算得 塑件尺寸 1PL =1.5mm， 1PCPL =1.5+ 216.0 =1.58mm； %75.11 58.11 MCPL =1.61mm 模具制造偏差 m =0.048mm， 1ML (1.61+0.048)-0.048 =1.65-0.048 mm 塑件尺寸 2PL =4.5mm， 2PCPL =4.5+ 218.0 =4.59mm； %75.11 59.42 MCPL =4.67mm 模具制造偏差 m =0.048mm， 2ML (4.67+0.048)-0.048 =4.72-0.048 mm 华北工学院分院毕业论文 24 第 5 章 齿轮的设计 设计中一共有九个齿轮和一根齿条，其中有一对我将九个齿轮编号为齿轮 19，将它们标注在装配图上。其中齿轮 1， 2， 3， 4,为相同齿轮又与 5 为同一型号的齿轮， 而圆锥齿轮 6 7 为同一型号的圆锥齿轮。 第 5.1节、齿轮 1的设计 型芯的总压力的公式为： 1 12 ltFp 4 （ 7.1） E-塑料的弹性模量， E= 310274.1 MP -塑料的收缩率，这里取最大的收缩率 =2.5% t-制品的壁厚， t=1.5mm, l-塑件的长度， l=19.6mm -塑料的泊松比， =0.46 所以： NF p 63.1088346.01 16.195.1025.01000274.12 选摩擦系数为 0.4，则型芯所受的摩擦力为 F=4356.35N 小齿轮上所受的扭距为： mNdFT 9.1828001.032.3335.435621 （ 7.2） 选择材料及确定许用应力： 由：（表 11-1） 4 小齿轮采用 35#SiMn 调质的合金结构钢，齿面硬度为： 230HBS 大齿轮采用 35#调质优质碳素钢，齿面硬度为： 165HBS 2 者中心距设计为 40mm 又由：表 11-4 4 ，图 11-7C4 MPH 6401lim ， MPH 4402lim ， 1.1HS 所以： MPS HHH 82.5811.1640 1l i m1 华北工学院分院毕业论文 25 （ 7.3） MPS HHH 4001.1440 2l i m2 由：图 11-7C 4 ，表 11-44 MPF 230 1lim ， MPF 180 2lim ， 3.1FS 所以： MPS FFF 92.1763.1230 1l i m1 （ 7.4） MPS FFF 1383.1180 2l i m2 （ 2）按齿轮的接触强度设计： 齿轮按 9 级精度制造，由（表 11-3） 4 取载荷系数 K=1，齿宽系数 4.0a ，按计算公式（ 11-5） 4 计算中心距，以知 U=2 mma 40 （ 7.5） 取齿数： 1Z =24 ， 2Z =2*24=48 所以，模数 mmZZam 35.14824 402221 按表（ 4-1） 4 取模数为 m=3mm 确定中心距： mma 108)4824(5.1 齿宽： mmab a 16404.0 取 mmb 161 ， mmb 182 （ 3）验算轮齿弯曲强度 由（图 11-9） 4 可得齿形系数： 8.21 FY ， 35.22 FY 按公式（ 11-8） 4 验算轮齿的弯曲强度： MPZmb YTK FF 67.6924443 8.2100036.512* *212111 1F （ 7.6） MPYYFFFF 48.588.2 35.267.691212 2F 华北工学院分院毕业论文 26 所以所选的模数和齿数符合安全要求。 计算齿轮 1和齿轮 2 的各个参数： 取齿顶高系数： 0.1* ah ，所以齿顶高为： mmmhh aa 313* 取小齿轮的转速为： min/501 rn ， 则齿轮 1 的速度为： smdnv /16.01 0 0 060 201501 0 0 060 111 （ 7.7） 所以制品从螺纹型芯脱下来的时间为： sv dt 21 0 0 016.0 205511 又因为： 211221 ZZnn ，所以 m in/75m in/150212 rrn 第 5.2节、 圆锥齿轮 6 和 7的设计 因为齿轮的传动效率很高，一般能达到 98%99.5% 所以可以推出这样的公式； 1551 nnTT ， 5665 nnTT 所以， mNTnTT 72.10236.5122 15115 （ 7.8） mNTnnTT 44.20572.1022233434 选择材料及确定许用应力： 选择两个圆锥齿轮的材料一样，两齿轮的传动比为 2，根据（表 11-1） 4 ，取齿轮的齿数为 40,20 43 ZZ 小齿轮 3 的材料为 50#调质优质碳素钢钢，齿面硬度 200HBS 大齿轮的材料为： 35#调质优质碳素钢，齿面硬度为 165HBS 又由：表 11-4 4 ，图 11-7C4 MPH 5401lim ， MPH 4402lim ， 1.1HS 华北工学院分院毕业论文 27 所以： MPS HHH 4911.1540 1l i m1 （ 7.9） MPS HHH 4001.1440 2l i m2 由：图 11-10C 4 ，表 11-44 MPF 190 1lim ， MPF 180 2lim ， 3.1FS 所以 ， MPS FFF 1463.1190 1l i m1 （ 7.10） MPSFFF 1383.1180 2l i m2 （ 2）按齿轮的接触强度设计 齿轮按 9 级精度制造，由（表 11-3） 4 取载荷系数 K=1，齿宽系数 3.0R ，按计算公式（ 11-19） 4 计算外锥距 eR ，已知 U=2 UTKURRHRe 3212 )5.01(3351=122.94mm （ 7.11） 又 由 公 式 ： 122 232423 UZmZZmR eee （ 7.12） em -为大端端面的模数，传动比 U=2 所以， mmZRm ee 75.2523 根据 GB12368-90 圆整模数： mmme 3 确定实际的外锥距 eR =67mm 齿宽为： mmRb Re 30 所以取小齿轮的齿宽为： 30mm ，大齿轮的齿宽为： 32mm。 （ 3）验算轮齿弯曲强度： 平均模数 m 与大端端面模数 em 有下列的关系： 华北工学院分院毕业论文 28 mmmmRem 53.33.05.01 35.01 4 （ 7.13） 当量齿数 2845c o s20c o s 333 ZZv ， 5745c o s40c o s 344 ZZv ， （ 7.14） 根据当量齿数查图 11-94 可得齿形系数： 65.21 FY ， 32.22 FY 所以按公式（ 11-20） 4 验算轮齿的弯曲强度： MPZmb YTKmFF 92.522071.471.421 1 0 0 04.272.10212*2333 3F （ 7.15） MPZmb YTKmFF 32.484071.471.423 10004.244.20512*2444 4F 所以所选的齿轮的参数是合格的。 第 5.3节、齿轮 8的设计 （ 1）齿轮的材料的选择及确定许用应力 由：（表 11-1） 4 齿轮 5用 45#调质优质碳素钢，齿面的硬度为 195HBS 由：图 11-7C 4 ，表 11-44 MPF 175 1lim ， 3.1FS MPS FFF 62.1343.1175 1l i m1 （ 7.16） （ 2）验算齿轮的弯曲强度 设齿轮按 9级精度制造，由（表 11-3） 4 取载荷系数 K=1 mNT 44.2055 ，齿宽 b=35mm 设齿轮 5 的模数为 m=3mm ，齿数 305 Z 则按齿轮的弯曲强度效核齿轮的强度： 由（图 11-9） 4 可得齿形系数： 6.25 FY 按公式（ 11-8） 4 验算轮齿的弯曲强度： 华北工学院分院毕业论文 29 MPZmb YTK FF 05.11330935 6.2100044.2052* *252555 5F （ 7.14） 所以，所选的齿轮的参数符合安全的要求。 第 5.4节 轴承的设计 5.4、大圆锥齿轮 6 和齿轮 5 上所受的力的分析 圆锥齿轮 6所受的转距为： mNT 44.2054 所 以 它 所 受 的 圆 周 力 ： KNmmNdTFmt5.41038.91 44.20522 3444 （ 7.15） 其中 4md 为小齿轮齿宽中点的分度圆直径。 所受的径向力： KNtgtgFF tr 73.043.64c o s205.4c o s*44 （ 7.16） 所受的轴向力： KNtgtgFF ta 46.143.64s i n205.4s i n*44 （ 7.17） 齿轮 5所受的转距为： mNT 44.2055 所 以 它 所 受 的 圆 周 力 ： KNmmNdTFt 57.4109044.2052235 55 （ 7.18） 所 受 的 径 向 力 ： KNtgtgFF tr 66.12057.455 （ 7.19） 7.3.2、轴承上的垂直面上和水平面上的支承力（力的分析入图） 华北工学院分院毕业论文 30 （ 1）求垂直面的支承反力 以 A 点为支承点，根据力矩平衡可得： 060)30130(75 4245 aVrr FFFF 1 02145 VVrr FFFF 2 所以，根据式子 1和 2可求得 KNFV 52.11 ， KNFV 91.32 （ 2）求水 平面的支承反力 以 A 点为支承点，根据力矩平衡可得： 010530130* 524 tHt FFF 3 02154 HHtt FFFF 4 所以根据式子 3和 4可得 KNF H 575.121 ， KNF H 505.32 第 5.5节、轴承的选择 以知： KNFV 52.11 ， KNFV 91.32 ，轴径 D=30mm ，转速 n=13.125r/min ，轴向载荷取 KNFa 46.1 ，去轴承的寿命 40000h (1) 先求出当量载荷 P 因该向心轴承受径向力和轴向力的作用，必须求出当量载荷 P。计算时用到的径向系数 X和轴向系数 Y要根据 or aCF3.12值查取，而是轴承的径向额定静载荷，在轴承的型号未选出之前暂不知道 ，故用试算法。根据表 16-12 4 ，暂时取oraC F3.12 =0.172 ， e=0.19 因为 eFFra 373.091.3 46.1 ，由表 16-124 查得 X=0.56， Y=2.3 由式 16-4 4 得： KNFYFXp ar 5476.546.13.291.356.0 （ 7.20） 华北工学院分院毕业论文 31 即轴承在 KNFr 91.3 ， KNFa 46.1 作用下的使用寿命，相当于在径向载荷为5547.6N 作用下的使用寿命。 （ 2） 计算所需的径向基本额定动载荷值 由式子（ 16-3 ） 4 NLnfpfChtpr 16 )1060( （ 7.21） 上式中 1pf （查表 16-104 ）， 1t f （查表 16-94 ，因工作温度不高）， 3 ，hLh 40000 。所以 NC r 3.1 7 5 2 0)4 0 0 0 010 125.1360(6.5547 316 （ 3）选择轴承号 查表（ 6-1） 4 可选择 6206 轴承，其 KNC r 5.19 17.52KN； 所选择的轴承的代号 6206 所代表的意思为：第一个数字 6代表轴承为深沟球轴承，第二个数字 2 代表轴承的宽度系列为宽系列，第三个和第四个数字连起来代表轴承的内径为 30mm 。 （ 4）滚动轴承的润滑和密封 轴承工作环境清洁，轴颈圆周速度 v 小于 45m/s，工作温度不超过 90 ，所以选用脂润滑，毛毡圈密封。润滑脂可选用复合钙基润滑脂 SY1407-75 ZFG-1。矩形断面的毛毡圈安装在梯形槽内，对轴产生一定的压力而起到密封作用。 （ 5）轴承的固定及组合调整 轴 承 采 用两 端固 定 的形 式 ，轴 承 盖与 外 圈端 面之 间 留热 补 偿间 隙3.02.0C mm。轴承间隙利用螺钉通过轴承盖移动外圈位置进行调整。 内圈随轴一起转动，外圈固定不转，所以轴承采用具 有过盈的过渡配合。 5轴采用 k6，外圈、底座采用 H7。 第 5.6节 轴的设计 5 6 1 节、型芯轴的计算 型芯的截面是圆截面，按强度条件计算，计算公式为： 华北工学院分院毕业论文 32 MPdTWTT2.0 3 （ 7.21） 轴的扭切应力， MP； T为转距， mmN ； TW 为抗扭截面系数， 3mm ； 为许用扭切应力， MP，型芯轴的材料是 45#钢 所以，型芯轴的最小直径为： mmdTd 1410402.0 36.362.0 3 63 3 5.6.2、中心轴的计算 同样计算中心轴的最小直径的公式可按 7.21 式计算，取中心轴的材料为40Cr 所以，中心轴的最小直径为： mmdTd 5.2110522.0 72.1022.0 3 63 3 5.6.3、传动轴的计算 同样计算传动轴的最小直径的公式可按 7.21 式计算，取中心轴的材料为 40Cr 所以，传动轴的最小直径为： mmdTd 2710522.0 272.1022.0 3 63 3 第六章 塑件脱模机构的设计 概述 注塑模必须设有准确可靠的脱模机构，以便在每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动地脱出模外，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。设计脱模机构一定要做到：结构优化、运行可靠，不影响塑件外观，不造成塑件变形破坏， 让塑件留在动模。 本设计中的制品中带有内螺纹，要求用自动脱模。开模时，不需要螺纹型芯做轴向运动便可以脱出塑件。开模运动通过齿条导柱、齿轮机构和一对圆锥齿轮带动圆柱齿轮以及螺纹型芯旋转，旋转过程中螺纹型心随 动模运动，而由于内华北工学院分院毕业论文 33 螺纹作用使塑件留在定模而后用限位螺钉控制距离到一定位置时，来拉动推版使螺纹 B 强制脱模。同时拉料杆拉出流道余料。 第七章 合模导向机构的设计 第 7.1节 引言 塑料模闭合时为保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构。导向机构主要有导向、定位和承受注塑时产生侧压力三个作用。动定模时按导向机构的引导，使动定模按正确的方位闭合，避免凸模进入凹模时因方位搞错而损坏模具或定位不准而互相碰伤，因此设在型芯周围的导柱应比主型芯高出至少 68mm。同时导向机构在模 具闭合后使型腔保持正确的形状和所有由动定模构成的尺寸的精度。 第 7.2 节 导柱的设计要点 7.2.1、导柱的直径和长度 导柱的直径一般在 1263mm 之间，而且导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径的形位公差与尺寸之间的关系应遵循包容原则。 7.2.2、导柱的形状 导柱的端部做成了锥形，锥形头高度取与其相邻圆柱直径的 31 ，前端倒了角，使起能顺利进入导向孔。 7.2.3、导柱的配合公差 安装段与模板间采用过渡配合 H7/K6，导向段和导向孔间采 用动配合H7/f7。 7.2.4、粗糙度 固定段表面用 Ra0.8 m，导向段表面用 Ra0.4 m。 7.2.5、导柱的材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此在本设计中所选导柱的材料为 20#钢，渗碳 0.5 0.8，淬硬 56 60HRC。 华北工学院分院毕业论文 34 第 7.3节 导套的设计要点 7.3.1、形状 为了方便导套压入模板的同时便于导柱进入导套，在导套端面内外倒圆角，模具上的导向孔做成 了通孔，这样合模时孔中的空气易排出，这样就避免形成附加阻力，同时也便于排除意外落入的塑料废屑。 7.3.2、公差配合与表面粗糙度 导套内孔与导柱之间为动配合 H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k7（带轴肩导套），其前端设计为一长 3mm 的引导部分，按松动配合 H8/e8制造，其粗糙度内外表面可用 Ra0.8 m。 7.3.3、导套的材料 导套的材料可用耐磨材料，在本设计中采用的是 20#钢， :热处理 5055HRC，渗碳 0.5 0.8，淬 硬 56 60HRC。 第八章 模温调节系统的设计 第 8.1节 模具温度设计原则 注塑模不仅是塑料熔体的成型设备，而且还是热交换器。模温调节系统直接关系塑件的质量和生产效率，是注塑模设计的核心内容之一。高温塑料熔体在模腔内凝固将释放热量，注塑模存在一个合适的模具温度。模温调节系统使整个成型型腔，在整个批量生产中保持这个合适的温度。因此模温系统的作用也是非常重要的。首先它对制品的质量的影响，模温的波动及分布不均匀，和模温的不适合这两个方面回使塑料制品的质量变坏模温直接关系制品的成型收缩率。模温的波动回使批量 生产的制品尺寸不稳定，从而降低制品尺寸精度，甚至出现尺寸误差过大而出现废品。其次提高模温能改善制品表面的粗糙度，使轮廓清晰，熔合缝不明显。提高模温有利于减小制品中残余应力，有利于高粘度的熔体的充模流动，但是会延长冷却时间和注塑周期，也会使脱模的温度过高，是塑件在脱模中受到损伤。同是温度调节系统也对生产效率也有影响。 冷却时间在整个注塑周期中占 50%80%的时间。在保证塑件的质量的前提下，限制和缩短冷却时间是提高生产效率的关键。让高温熔体尽快的降温固化，模华北工学院分院毕业论文 35 温调节系统应该有较高的冷却效率。注入模具的塑料熔体所 具有热量，由模具传导、对流和辐射散传于大气和注射机仅占 5%30%，热量大部分由冷水带走了。缩短冷却时间途径有三个方面：让冷却水处于流；：扩大模具与冷却水的温差；：增大冷却介质的传热面积。 模具温度设计： 模具温度是注塑结晶聚合物最重要的工艺参数，它决定了结晶条件。对于玻璃化温度高于室温的聚合物来说，模温决定了结晶度从而影响制品的性能，低模温可获得较柔软的韧性好的制品，而高模温由于结晶度大可得到刚性、硬度和耐磨性都很好的制品。由于尼龙的玻璃化温度较高，约 45，在室温下较为稳定，不易产生后结晶现象， 可是尼龙制品仍发现有结晶度的微小的变化，这是由于尼龙易从大气中吸收水分而诱发进一步结晶。所以在这个设计中我采用的模温是 70 120，这是其结晶的速度快而不致产生粗大的晶粒，可获得较高的结晶度。 第 8.2节 冷却系统设计原则 为了提高冷却效率，模具的冷却系统可按下述原则进行设计： 动定模和型腔的四周应均匀地布置冷却水通道，不可只布置在模具的动模边或盯模边，否则脱模后制品一侧温度高一侧温度低，在进一步冷却时会发生翘曲变形； 冷却水孔间距越小，直径越大，则对塑件冷却越均匀； 水孔与相邻型腔表 面距离相等； 采用并流流向，加强浇口处的冷却。 第 8.3节 温度调节系统的设计 1 PP 粘度低、流动性好，成型工艺要求模具温度不太高。注射成型过程中，可把模具看成为热交换器，塑料熔体凝固时释放的热量约有 5%以辐射、对流的方式散发到大气中，其余 95%由模具的冷却介质带走。模具的冷却时间约占成型周期的 2/34/5，因此，冷却系统的设计是一个很重要的问题。 显然，应在模具上开设尽可能大、数量尽可能多的冷却水通道，以增大传热面华北工学院分院毕业论文 36 积，缩短冷却时间，达到提高效率的目的。 1 冷却时间计算 塑件最厚部位断面中心层温度 达到热变形温度以下所需时间简化计算公式为 )()(4ln 22wswm TT TTkt (s) (42 6) 式中 塑件所需冷却时间， s t 塑件厚度， mm k 塑料热扩散率， m2/s mT 塑料熔体温度， sT 塑料热变形温度， wT 模具温度， 查表取 k =6.7 106m2/s， mT =200 ， sT =102 ， wT =40 )40102( )40200(4ln 107.6 105.1 862 =4.2 s 查表得到， PP 制件厚度 1.5mm，对应冷却时间 11.5s，为了安全起见，以上数值仅供参考，确切值在试模时确定。 2 冷却参数计算 (1)塑件每小时在模内释放的热量 iGQ (J) (42 7) 式中 G 单位时间内注入模具的塑料质量，这里约 12.5kg/h i 塑料成型时在模具内释放的热焓量， J/kg Q =12.5 5.9 510 =7.375 610 J (2)冷却水体积流量计算 )(60 21 ttCQV (42 8) 式中 V 冷却水体积流量， m3/min 华北工学院分院毕业论文 37 C 冷却水的比热容， J/kgK 冷却水的密度， kg/m3 1t 冷却水出口温度， 2t 冷却水进口温度， V = )2025(4 1 8 71060103 7 5.736 =5.87 10-3 m3/min (3)求冷却水孔径 根据体积流量，由表查找，取冷却水孔径 10d mm。 (4)求冷却水在孔内的流速 v 24dVv 6001.0 1087.54 23 =1.25 m/s (5)求冷却水壁和冷却水间的传热系数 2.08.0)(d v (42 9) 式中 与冷却水温度有关的物理系数，查表得到 25 时，水的 =7.95。 2.08.001.0 )25.1996(95.7 =5977 W/m2 K (6)冷却水孔总传热面积 A )(3600 TTQAw (4 30) 式中 T 冷却水平均温度， 21 ttT ， )5.2240(5977360010375.7 6A =0.0196 m2 华北工学院分院毕业论文 38 (7)求冷却水孔总长 L )()(3600 8.0 TTvd QL w (4 31) = )5.2240()01.025.1996(95.7360010375.78.06 =0.63 m (8)求模具上应开的冷却水孔数 n n = dlA (43 2) 式中 l 每根水孔的长度， m n = 16.001.0 0196.0 =3.9 4 孔 (9)冷却水流动状态校核 当平均水温为 22.5 时，由图查得，水的运动粘度 61095.0 m2/s。 vdRe (43 3) = 61095.0 01.025.1 =1.3 410 410 故冷却水属稳定湍流状态，冷却效果良好。 (10)冷却水进出口温差校核 vCdGtt i 221 900 (43 4) = 25.110418701.0900 10375.7 326 =5 与原设定值一致。 第 8 4 节 冷却回路设计 由前面计算得到冷却孔数 4，孔径 10mm。取冷却水孔中心线与型腔壁距离 12mm，冷却通道之间中心距 30mm。 型腔较浅，可以采用最简单的直通式冷却水路，动、定模冷却水路布置相同。 华北工学院分院毕业论文 39 第九章 工艺参数的校核 第 9.1节 最大注射量的校核 注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的35%75%范围内，最大达 80%，最低不小于 10%。既保证塑件质量，有充分发挥设备的能力。选在 50%80%范围内为好。实际一次成型的塑料重量为18 2+14=50g ，是公称注射量的 13.160 50 100%=73.7% ，在最佳范围内，合适。 第 9.2节 注射压力的校核 所选注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的压力与塑料品种、塑件形状尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。根据经验，这里成型的塑件形状一般，精度要求一般，塑料熔体流动性较好，所需注射压力一般在 70100MPa，小于注射机的注射压力 150MPa，符合要求。 第 9.3节 锁模力的校核 选用注塑机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，否则模具分型面会在注射压力下分开而产生溢料。对于螺杆式注射机压力损失较小，所 以型腔压力较大。锁模力和成型面积的关系由下式确定： 2SPP 腔锁 (3.2) 式中 锁P -锁模力（ N）； 腔P -型腔压力，一般为 40-50MP ，这里取 腔P =50MP； S-浇道、进料口和塑件的投影面积（ 2cm ）； 经过计算：制品的投影面积： 22 578.18 cmS 主流道的投影面积： 22 835.4 cmS 分流道的投影面积： 23 12.9 cmS 总面积： 2321 533.32 cmSSSS 所以，理论的需要的压力： KNKNSPF 5.1 6 2105 3 3.321050 46 腔 而实际注塑机的锁模力为 锁P =400KN 因为， F 锁P ，所以注塑机的锁模力是合格的。 华北工学院分院毕业论文 40 第 9.4 节 开模行程的校核 注射机的开模行程是有限制的，取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。因为我所选择的注塑机是全液压式锁模机构，所以校核开模行程是应按注塑机最大开模行程与模具厚度有关时进行校核。我设计的模具是先分型在拉出的，所以校核的公式是： mmaHHHS mk 10521 (3.3) kS 注塑机模板间的最大开距， mm mH 模具的厚度， mm 根据装配图可以的到： mH =350mm， 1H 11.1mm， 6.192 H mm a=0 所以 mmHHH m 7.382106.191.1135010021 而注塑机的最大开距 kS =500mm 所以注塑机的开模行程是合格的。 第 9. 5 节 安装尺寸的校核 (1)喷嘴尺寸 注射模主流道衬套在设计时就根据注射机喷嘴尺寸得到的，所以这里不再校核。 (2)模具厚度（闭合高度） 模具厚度必须满足以下关系： m axm in HHH m （ 4 38） 式中 mH 所设计的模具厚度， mm minH 注射机允许的最小模具厚度， mm maxH 注射机允许的最大模具厚度， mm 合适 (3)模具装固尺寸 选用的注射机上有许多不同间距的螺钉孔，用于安装模具。这里模具比较小，采用压板固定比较合适。这种方式灵活性较大，只需在动、定模座板附近有螺孔就行。 华北工学院分院毕业论文 41 第十章 结 论 由于模具设计合理，各零件的精度在加工中都得到了充分的保证，装配时，钳工对重点部位进行把握，有效缩短模具的试制时间，为顺利投产赢得时间。 在本设计中塑件的脱模结构是模具设计的重点和难点，特别当塑件有 2 个螺纹时。含有螺纹的塑件脱模时，无论是强制脱模，还是自动脱模，脱模 结构之间的运动都要协调，保证塑件能准确从型芯上脱下来。本文设计的塑件是含有内螺纹的空心制件，是一种有代表性的空心螺纹制件，它集普通型芯和螺纹型芯为一体，而且在塑件的两边。该模具的试制成功可以为齿轮齿条抽芯模具提供一个有益的范例，并为可强制脱螺纹抽芯的塑件生产提供一个经济、合理的方法。，所以该塑件的成功脱模是同类中较成功的实例，提供了很多有价值的设计元素。 致谢 指导老师 刘新民 敬爱的老师、亲爱的同学： 大学四年的生活即将结束，同学们也都要步入社会参加工作。然而我们决忘不了母校对我们的培养和孜 孜教导。老师的精心呵护和细心的教育下一幕幕回放在我们的脑海中。是老师们的辛苦栽培成就了我们踏上成功的道路。 首先，我要感谢的是我的母校 华北工学院分院。在这个大家庭里，上至学院的领导，下到各系的老师都对我们寄予了厚望，并且花费了大量的精力来培养我们，使我们的身心都得到了全面的发展，综合素质得到了全面的提高，这是我们能顺利完成大学四年学业的一个重要因素。现在我们完成了学业，即将走上工作岗位，年青的我们祝愿母校能为国家培养出更多的合格人才，让更多优秀的中华儿女投入到祖国的社会主义建设中去。 特别我要感谢这次毕 业设计的指导老师刘新民老师。刘新民 导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在论文的选题、资料查询、开题阶段，还是在 论文 研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和华北工学院分院毕业论文 42 帮助。我愿借此机会向 刘新民 导师表示衷心的感谢！ 同时也对一直关心帮助我的老师表示由衷的感谢。 最后我要感谢我付永祥，扶韶鹏，邱海军，张凯等位同学在本次设计中给与的帮助。 参考文献 1. 唐志强主编 .塑料模具设计师指南 .1999.北京 .国防工业出版社 . 2. 齐晓杰主编 .塑料模具设计指导 . 1994. 东北林业大学出版社 . 3. 申开智主编 .塑料成型模具 . 2002.第二版 .北京 . 中国轻工业出版社 . 4. 杨可桢等主编 .机械设计基础 .1999.第四版 .北京 .高等教育出版社 . 5.机械设计基础。 2000 年第一版。东北大学出版社 6. 吴宗泽等主编 .机械设计课程设计手册 .1999.第二版 .北京 .高等教育出版社 . 7. 陈经斗主编 .画法几何及机械制图 .1997.修订版 .天津 .天津大学出版社 . 8. 陈敏华等编 .带螺纹 90 弯管注射模 的设计 .模具技术 .2003.NO.6.22. 9. 张杰等 .螺纹型芯自动收缩式注射模设计 .模具工业 .2000. 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The large-scale , complicated , accurate , high-efficient and macrobiotic life mould of our country has attained a new height again, many kind mould can substitute the import mould already, mould CAD/CAM technology popularize and apply and make the good result comparatively fast after receiving, take shape manufacturing technology and equipment have tremendous development and begin to enter the practical stage of popularizing fast, the manufacturing technology of new generation of milling at a high speed etc. has already been paid attention to and begun application by people. Use the angle to come to say from the mould , it is high-efficient to require , automize, easy and simple to handle； Making the angle from the mould, require the structure to be rational , it is easy to make, low cost. In modern plastic products production, rational processing technology, high-efficient equipment, the advanced mould is three essential important factors. The mould is compared with other engineering goods, an important characteristic is the net output large proportion with high technical content. With the fast development of the chemical industry , light industry industry, industry has been developing the mould of our country at a high speed with about 13% - 15% of growth rate of every year, and the requisition for mould of every profession and trade is higher and higher. In the face of the change of 华北工学院分院毕业论文 44 the market, the mould with high-tech content is showing up prominently on the market. With the industrial development, the variety , quantity of the industrial products are getting more and more； The requisition for product quality and appearance is becoming more exquisite even more, angry in China. So, combine Chinas concrete conditions, learn the experience produced in foreign industrial construction of mould and mould, propagate , pursue the mould production with rationalized science, could advance the progress of the technology of the mould . The mould industry all the time of our country has been limited by the price in the material is selected for use, materials of the domestic mould adopt 2Cr13 and 3Cr13 to do the accurate heat treatment more. Adopt special-purpose mould material DINI , 2316 abroad , is obviously superior to the domestic material on comprehensive performance , such as wear-resisting , corrosion-resistant performance and luminance of leaving behind ,etc. This has influenced appearance quality and service life of the domestic mould fundamentally. On the production technology, many producers do not form a complete set a lot of work to rely on finishing by hand because of the equipment, have influenced the precision and quality seriously. The mould design systems of domestic enterprises are at primary stage that introduces , digesting and absorbing, have not formed the ripe theoretical direction and design system yet. Lack the mould and debug the condition . Because domestic mould enterprises receive delivery date short, try the mould place and limitation of the equipment, usually put the quality inspection work in users place and try the mould , and difficult to debug out the best state, cause a large number of loss and waste to user. And develop better enterprises a little more abroad and all have ones own trying the mould place and equipment, tries the mould , so can reach very good result in the shortest time limit in condition of work that can imitate users . By the look of overall situation, it is still insufficient that industry puts the mould into , 华北工学院分院毕业论文 45 the total amount of the mould is in short supply, large-scale , accurate complicated, long-lived life mould ability insufficient situation in a short time still difficult to have heavy change obviously. Make a general survey of the development in recent years of mould trade , the development of the plastic mould structure, and the improvement of manufacturing engineering , have the following several points to sum up: Mould standardization is modern mold design and foundation made. It is to realize the rationalized production essential condition of the mould to pursue mould standardization. Attach great importance to the standardized work of the mould abroad, because can not merely improve the quality of the mould , lower costs to adopt the standard component effectively, and can shorten mould production cycle greatly . U.S.A. , Germany have already to carry on the standardized work of the mould had a history of 100 years. Our degree that because the mould has been standardized all the time has not high, it is not neat to lead to the fact and produce the variety of standard component , specification supplied, of low quality, cant meet the interchangeability request . Now, there is very great improvement in standardizing in our country, as many varieties of industrial products, short run , development trend of individualized , short cycle become obvious day by day, the working meaning of mould standardization is greater. According to the introduction, the mould standard component of our country uses the rate to increase to some extent at present, estimate between 40% - 45% tentatively, having very great disparity with 70% - 80% of the rates in the world, the standard component of the mould uses the coverage rate difference to be relatively obvious between different areas of our country , different enterprises, the three kinds of foreign-invested enterprises are higher than other enterprises, southern enterprises are higher than the North, especially Guangdong Province which the three kinds of foreign-invested enterprises concentrate, its mould of mould 华北工学院分院毕业论文 46 standard components of enterprises use the coverage rate to be higher than other areas far. Our country certainly will take the corresponding measure in the future, will produce the characteristic to the mould , organize trade strength, standardize production to the mould manufacturing enterprise swiftly and in good time , in order to pursue the mould and standardize the work in an all-round way. The development plan of 15 mould trade in our country is proposed, the standard component of the mould should expand the variety , improve the precision, among them the main variety should realize the economic large-scale production. The standard component of the mould will use the coverage rate to be up to 60% in 2005, be more than 70% in 2010. So, quicken the development of standard component of the mould and strengthen the technological content of the mould products, develop a mould of thermal current and CAD/ CAE/ CAM technology in a more cost-effective manner, have important meanings in promoting the level of the plastic mould trade of our country , expansion domestic and international markets. It is in close relations because between the mould and manufacture, we can say , it is the continuity designed to make. And it is slower to adopt the artificial design method, it is impossible to realize that mould design and manufacture integrate , cant meet the requirement of optimization design either. Practice has proved , the mould CAD/CAM technology is a contemporary most rational mode of production of mould . The achievement of the mould CAD/CAE/CAM respect is expanded further, the mould produces most all already application of leading enterprise, has made the good effect. The mould can realize the highly standardized , universalization and systematized too to produce, help to adopt the advanced design and manufacturing technology , make the mould do the more precise, meanwhile , help to shorten production cycle , reduce the producing cost . The mould makes the continuity that is mold design, is to verify the course of designing exactness. The standardization made 华北工学院分院毕业论文 47 of the mould helps to make the production process of the mould tend towards the scientific process, rationalized. In mould enterprises, it is assurance and condition of realizing rationalized production to control and manage the computer to the production process of the mould. From mold design, is it prepare , process and assemble , try on the whole course of mould all the time at control with management to produce, so, advance the production process of the mould to control and manage to help to improve the mould and make the precision and quality, reduce production cycle and producing cost . Mould of today, the precision will be higher at present and higher at present , accurate moulds have already generally reached the precision of 2-3m. 10 years ago. The precision of the accurate mould is generally 5um, have already reached 2- 3um now, though it is domestic and still difficult to realize shortly to produce one grade of moulds of nanometer, it is an inexorable trend to reach the mould of 1m precision. Machining accuracy public errand ultra finish machining under 1m must develop too. With like part to complicate, will be more and more complicated thereupon too in the mould type. Complicated type made up of many kinds of curved surface and cannelure has improved the degree of difficulty of processing. Whether transform many kinds of processes and many kinds of materials into the part in a set of moulds or can boost productivity to assemble into a multi-functional complex mould of the package effectively, will develop in a lot of fields. No doubt there is very great relation with mold design in this, but processed the equipment and put forward higher request to the mould at the same time , namely process consistency and high-accuracy demand. With process the constant popularization of the mode and deepen with the new and high technology and advanced and applicable traditional mould of technological transformation , process and already become the mould and process the developing direction in digitization. Adopt the mould of digitized technology to process the equipment and become first-selection 华北工学院分院毕业论文 48 that mould enterprises improved its equipment naturally . At the same time, multi-functional can improve the mould and process efficiency to process effectively to compound, so have much development prospects. For example, there are multiple innovation in the high-performance numerical control system of the I type of Central China of key item (HNC-I ) to tackle key problems in numerical control of Wuhan Central China systematic Co., Ltd. of numerical control, reach the international most advanced level. The achievement SDI five axle curved surface is it mend control theory praised as expert world initiate to insert. HNC-IP digitization spin shape process numerical control system integrated , integrated control system , system of numerical control and system of profile modelling, but use with various kinds of machining centers , numerical control milling machines and profile modelling milling machines ,etc. together, can also measure the device and carry on measurement for numerical control to the material object model as digitization , and can produce the geometry model or the mould curved surface and process G code according to the measurement . The system has the characteristics that the profile modelling is fast, the machining accuracy is high, the integrated level is high strong with the function. This achievement obtains the scientific and technological progress first prize of the State Education Commission, is listed in the national-level scientific and technical result key popularization plan. This numerical control system has already demonstrated superiority in the mould is processed, it is very good to popularize the prospect. To plastic products enterprise, in order to make product quality better, the producing rate is higher, a mould of thermal current is a very good choice. This kind of mould assortment of rising is with high technical content, it does not need to upgrade the equipment , only need to upgrade the mould or carry on the transformation to the already existing mould, can shorten the shaping time and surface quality of the products greatly , because 华北工学院分院毕业论文 49 it have material ,last raw materials it,especially for small and accurate products, it is very remarkable that raw materials are economized. Abroad, a mould of thermal current and technological rate of utilization are more than 50%, some countries can be more than 80%, and a technology of thermal current is also at the stage of popularizing in our country at present, the using rate is fewer than 20%. With the popularization and application day by day of a technology of thermal current, the specific gravity of a mould in the plastic mould of thermal current will be improved progressively . Because adopting the mould of a technology of thermal current can improve the productivity and quality which make one , the well can economize the raw materials which make one by a large margin , so, the application of a technology of thermal current is developed quickly abroad, already very general. The plastic mould that a lot of plastic mould factories produced has already had over half that has adopted a technology of thermal current , rate of utilization of some factories has even been already more than 80%, the result is very obvious. Domestic a mould of thermal current has already had production, the rate of utilization of some enterprises is up to 20% - 30%, but as a whole, the proportion is low, demand urgently to develop. Take shape to update and develop craft with plastics, angry to complement mould and meet high pressure inject shaping ,etc. mould of craft development thereupon. The precision of one of plastics is divided into the precision of size , precision of geometry form and precision of appearance (namely the gloss , tone ,etc.), in order to guarantee the precision , will continue studying the development high pressure and injecting shaping craft and mould and injecting and compressing shaping craft and mould , in injecting shaping, it is that the shaping shri