成型娶酰胺（尼龙）软管接头的注射模具设计

前 言毕业设计的目的，是我们学生用所学各科理论和知识和技能进行的一次综合性的应用。是对我们学生进行的一次全面、系统的基本能力的训练和考核。它能培养和扩展我们独立地分析和解决问题的工作能力。为我们走向社会铺一个平坦的台阶。本 人 毕 业 设 计 的 题 目 是 成型聚酰胺（尼龙）软管接头的注射模具的设计，在参考原有的模具结构基础上，弄清楚模具动作原理，根据自己的认识进行一定的改进，并对模具及零件进行三维造型。在设计过程中，对于经验缺乏的我，模具的结构设计是重点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。本 次 设 计 的 模 具 比 较 特 殊 ， 开 模 前 要 求 零 件 两 端 同 时 脱 螺 纹 ， 模 内 设 置了 齿 轮 传 动 机 构 ， 结 构 较 复 杂 ， 不 适 合 选 用 标 准 模 架 ， 而 是 选 用 了 多 板 拼 合式 。 另 外 ， 脱 螺 纹 的 动 力 要 求 较 大 ， 而 且 转 速 不 能 太 快 ， 所 以 选 择 液 压 马 达 。此 外 ， 还 设 置 一 个 行 程 开 关 ， 保 证 螺 纹 型 心 动 作 的 准 确 性 。通 过 这 次 设 计 ， 不 但 对 课 本 和 课 堂 上 的 知 识 有 了 一 个 更 新 和 更 深 的 理 解 ，对 普 通 模 具 的 结 构 有 了 一 个 较 清 楚 的 认 识 ， 而 且 还 掌 握 一 些 比 较 特 殊 的 模 具（ 两 头 同 时 脱 螺 纹 等 ） 的 基 本 结 构 ， 对 今 后 工 作 中 解 决 实 际 问 题 的 能 力 建 立了 良 好 基 础 。本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。XXX2007.6.10 目 录前 言 1绪 论 3第 一 章 设 计 任 务 书 6第 二 章 塑 性 材 料 的 成 型 特 征 与 工 艺 参 数 7第 三 章 模 架 的 选 用 10第 四 章 模 具 结 构 的 设 计 1. 型 腔 数 量 及 排 列 方 式 102. 分 型 面 的 选 择 113. 浇 注 系 统 与 排 溢 系 统 的 设 计 134. 成 型 零 件 的 设 计 15第 五 章 合 模 导 向 结 构 的 设 计 21第 六 章 推 出 结 构 的 设 计 23第 七 章 温 度 调 节 系 统 的 设 计 24第 八 章 其 它 辅 助 零 件 的 选 择 25第 九 章 注 射 机 相 关 参 数 的 校 核 26小 结 28参 考 文 献 29工 艺 卡 的 制 订 附 表英 语 翻 译 附 资 料摘 要 : 分 析 了 软 管 接 头 的 结 构 特 点 及 其 成 型 材 料 的 成 型 特 征 ,介 绍 了如 何 设 计 该 塑 件 的 注 射 模 具 结 构 ,着 重 介 绍 了 机 动 脱 螺 纹 及 斜 滑 块 侧 向 抽芯 机 构 的 设 计 计 算 。Summary: Analyzed the hose-connects construction characteristics and its type material of type characteristic, introduce how to design the structure of the inject mould ,recommend flexible to take off whorl and oblique slippery pieces of side direction smoke core design of organization calculate emphatically.关 键 词 ： 软 管 接 头 、 注 射 模 、 脱 螺 纹 、 侧 向 抽 芯 .Key words: hose-connect、 injection mould、 take off whorl、 side core.绪论第一节 我国模具企业技术现状及发展趋势一、现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS 、Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等CAE 软件。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等。二、模具的未来发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高”、 “质量好”、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：（1）全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（2）模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五” 期间将发挥更大的作用。（3）提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。（4）优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等) 、等离子喷涂等技术。加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守 WTO 的规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 WTO 同时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。 由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距，使短期内国内模具难以与国外先进模具的抗衡。这对我国模具产业将产生一定的冲击。另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。应该清醒地认识到竞争才会带来更快的发展只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国内市场，并拓展国际空间。 第二节 本次毕业设计应达到的目的对于一个模具专业学生来说，通过本次毕业设计应达到如下目的：1）熟悉注射模的一般流程；2）对一般塑件能设计出其模具；3）掌握注射模具的模具的结构特点及设计计算方法；4）利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序；具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力；第 一 章 设 计 任 务 书（ 一 ） 设 计 题 目 ： 成型聚酰胺（尼龙）软管接头的注射模具专 题 ： 1、 聚酰胺（尼龙）软管接头中间部分的 模 具 设 计2、 聚酰胺（尼龙）软管接头中间部分的 模 具 设 计设 计 题 目 和 任 务 书要 求 ： 独 立 完 成 并 与 同 组 其 他 专 题 的 设 计 协 调 配 合 。（ 二 ） 课 题 内 容 ：1、 根 据 软 管 接 头 的 使 用 性 能 设 计 其 零 件 实 体 ；2、 设 计 成型聚酰胺（尼龙）软管接头的 注 塑 模 具 ；3、 编 制 模 具 的 装 配 工 艺 及 主 要 零 件 的 加 工 工 艺 ；4、 翻 译 英 文 资 料（ 三 ） 进 程 要 求 ：1、 熟 悉 设 计 任 务 书 的 具 体 内 容 ， 准 备 相 关 的 参 考 资 料 ；2、 完 成 塑 料 件 的 设 计 及 绘 图 工 作 ；3、 确 定 模 具 的 设 计 方 案 ；4、 绘 制 模 具 装 配 图 及 零 件 图 ；5、 编 制 模 具 的 装 配 工 艺 及 主 要 零 件 的 加 工 工 艺 ；6、 写 设 计 说 明 书 ， 翻 译 英 文 资 料 ， 做 好 毕 业 答 辩 的 准 备 工 作 ；（ 四 ） 设 计 要 求 ：1、 模 具 装 配 图 用 1#或 0#图 打 印 ；2、 根 据 零 件 的 大 小 不 同 ， 零 件 图 用 2#、 3#、 或 4#图 打 印 ;3、 计 说 明 书 及 英 文 资 料 打 印 装 订 成 册 ， 最 后 与 相 关 资 一 起 装入 档 案 袋 。（ 五 ） 参 考 资 料 ：1、 塑 料 成 型 技 术 及 模 具 设 计2、 塑 料 模 具 计 算 机 辅 助 设 计第 二 章 塑 性 材 料 成 型 的 特 征 与 工 艺 参 数1. 零件结构分析软管接头是为了连接延伸到花园或家用的软管。这些软管太短，用软管接头可以接长软管，或者为了修理损坏的软管而用软管接头。软管接头由一个中间部分和两个压紧螺母组成。中间部分是这样设计的，外形为圆柱体，内部为一同心弓形体，它在塑件中部通过沿塑件长度分布的环状筋与外圆柱体相连。从筋处开始，内部弓形体向两端成圆锥形地逐渐变尖。外圆柱体两端都带内螺纹。软管端面被推到内部锥形断面处，由压紧螺母夹紧。零件右图：本次要设计的是软管接头的中间部分，材料选用聚酰胺（尼龙） ，选用 5 级精度（参考文献 1 表 3-9） 。零件的壁厚必须合理，不宜过小，也不不宜过大，聚酰胺塑料件的壁厚范围为 0.63.0（参考文献 2 表 1-5） ，零件符合此要求。由于此零件为圆柱体，由瓣合成型，所以型腔不需要设置拔模斜度也可，型心的拔模斜度为 30。零件外圆柱体两端都带内螺纹，螺纹型心较长，选用机动脱螺纹装置，因此，在开模方向不宜设置浇注系统。2. 聚酰胺的使用及成型性能聚酰胺的抗拉强度、硬度高，耐磨性和润滑性很突出，其耐磨性高于做轴承的铜及铜合金，并有很好的耐冲击性能，疲劳强度与铸铁、铝合金相当；聚酰胺耐弱碱和大多数盐类，但不耐强酸和氧化剂；它不溶于普通的有机溶剂（如苯、汽油、煤油等）和油脂，但会被甲酚、苯酚、浓硫酸溶解；聚酰胺的耐热性不高，长期使用范围不超过 80。聚酰胺熔融温度范围较窄，熔点较高，品种不同，其熔点不同，熔点高的约为280，低的约为 180；由于聚酰胺的吸水性大，所以难以制造精度高的、尺寸稳定的产品，成型前必须预热干燥；聚酰胺熔融状态粘度低，流动性好，有利成型薄壁制品，但必须严格控制成型温度和正确设计模具，以免产生流延和溢料。熔融的聚酰胺的冷却速度对于其结晶度及制品性能有明显的影响，故应严格控制模具温度及冷却系统。聚酰胺的注射工艺参数注射类型 螺杆式 前段185220o螺杆转速 2050r/min 中段190240o模具温度 70110o料筒温度后段160170o注射压力 90130MPa 喷嘴 温度170185o保压力 5070o 类型 形式直通式注射时间 35s 保压时间 1530s冷却时间 1530s 成型时间 50110s密度 3 1.04 比容 3 0.96吸水率 0.5 纠缩率 0.350.4熔点 186190 喷嘴温度 170180抗 拉 屈 服 强 度MP54 方法水 或 油拉 伸 弹 性 模 量MP1.4103 温 度 70温度 90100后处理时 间24预热和干燥时间2.53.5第三章 模架的选用 由于零件需要机动脱螺纹，而且开模前，上下两个螺纹型心同时脱出零件，故需要在模内设置齿轮转动机构，当夜压马达驱动主轴时，同时经过齿轮与花键轴的配合转动，驱使处于动模的螺纹型心向后退，完成脱螺纹动作，内部结构较复杂，不适合选用标准模架，所以选用多块模板拼合式，便于齿轮及其他转动零件的安装，其具体形式见右图：其特点如下：定模由四块模板组成，分别用四个定位柱定位，四个 M8 的内六角螺钉固紧。而动模由五块模板组成，用四个定位柱定位，模板则先用四个 M8 的螺钉固紧后再用五个 M6 的螺钉与型腔固紧。塑件用推件板推出。第四章 模具结构设计一 型腔数量及排列方式1. 型腔数目的确定模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。本次设计选用直角注射机 YS-ZY-45。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的%80，由公式：nm1+m280%m式中 m注射机允许的最大注射量（g 或 cm3） m1单个塑件的质量或体积（g 或 cm3）m2浇注系统所需塑料质量或体积（g 或 cm3）则有：n15.4+0.880%45可取 n=1 或 2，但每增加一个型腔，塑件精度要降低 4%-8%，为了保证螺纹精度，所以选一模一腔，保证质量。另外一个重要因素就是本次设计的模具要求零件两头同时脱螺纹，故模具内部的结构会较为复杂，如果在增加一个型腔的话，其内部传动关系不容易保证。从以上两个方面考虑，选用一模一腔是最为合理的。型腔和结构零件在模具中的位置见总装配图。2. 注射机的主要技术参数查 模 具 设 计 与 制 造 简 明 手 册 可 以 初 步 选 择 注 射 机 的 类 型 为 ：YS-ZY-45， 其 主 要 技 术 规 格 如 下 ：螺 杆 （ 柱 塞 ） 直 径 （ cm3） 35注 射 容 量 （ cm3） 45注 射 压 力 （ Mpa） 125锁 模 力 （ KN） 400最 大 注 射 面 积 （ cm3） 95模 具 最 小 厚 度 （ mm） 70二 分型面的选择将 模 具 适 当 地 分 成 两 个 或 几 个 可 以 分 离 的 主 要 部 分 ， 这 些 可 以 分 离 部 分的 接 触 表 面 分 开 时 能 够 取 出 塑 件 及 浇 注 系 统 凝 料 ， 当 成 型 时 又 必 须 接 触 封 闭 ，这 样 的 接 触 表 面 称 为 模 具 的 分 型 面 。 分 型 面 是 决 定 模 具 结 构 形 式 的 重 要 因 素 ，它 与 模 具 的 整 体 结 构 和 模 具 的 制 造 工 艺 有 密 切 关 系 ， 并 直 接 影 响 着 塑 料 容 体的 流 动 充 填 特 性 及 塑 件 的 脱 模 ， 因 此 ， 分 型 面 的 选 择 是 注 射 模 设 计 中 的 一 个关 键 。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 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 ， 从 几 种 方 案 中 优选 出 较 为 合 理 的 方 案 。 选 择 分 型 面 时 一 般 应 遵 循 以 下 几 项 基 本 原 则 ：1. 分 型 面 应 选 在 塑 件 外 形 最 大 轮 廓 处 ；2. 确 定 有 利 的 留 模 方 式 ， 便 于 塑 件 顺 利 脱 模 通 常 分型 面 的 选 择 应 尽 可 能 使 塑 件 留 在 动 模 一 侧 ， 这 样 有 助 于 动 模 内 设 置的 推 出 机 构 动 作 ；3. 保 证 塑 件 的 精 度 要 求 ： 与 分 型 面 垂 直 方 向 的 高 度 尺 寸 ， 若精 度 要 求 较 高 ， 或 同 轴 度 要 求 较 高 的 外 形 或 内 孔 ， 为 保 证 其 精 度 ，应 尽 量 可 能 设 置 在 同 一 半 模 具 型 腔 内 ；4. 满 足 塑 件 的 外 观 质 量 要 求5. 便 于 模 具 加 工 制 造 ： 为 了 便 于 模 具 加 工 制 造 ， 应 尽 量 选 择平 直 分 型 面 或 易 于 加 工 的 分 型 面 ；6. 对 成 型 面 积 的 影 响 ： 为 了 可 靠 的 锁 模 以 避 免 涨 模 溢 料 现 象的 发 生 ， 选 择 分 型 面 时 应 尽 量 减 少 塑 件 在 合 模 分 型 面 上 的 投 影 面 积 ；7. 对 排 气 效 果 ： 分 型 面 应 尽 量 与 型 腔 充 填 时 塑 料 熔 体 的 料 流末 端 所 在 的 型 腔 内 表 面 重 合 ；8. 对 侧 向 抽 芯 的 影 响本次设计的零件是软管接头，外型为圆柱体，取瓣合分型面较为合理。三 浇注系统与排溢系统的设计1. 浇注系统的定义浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内留经的通道。2. 浇注系统的作用将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出。在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。3. 主流道的设计本次设计使用的是直角式注射机，直接与模具配合使用，不设置浇口套。主流道开设在分型面上，因其不需沿轴线上拔出凝料，一般设计成圆柱形，其中轴线就在动定模的合模面上。由于主浇道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔料交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主浇道部分要进行热处理，热处理要求淬火 53-57HRC。零件成型用的材料为 PA，流动性较好，主流道截面可取较少值，取其截面尺寸为 4mm（参考文献 1 表 5-3） 。4. 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。浇口的选择与模具和零件的布置有一定关系，由于本次设计的模具为多板式模具，选用直角式注射机，而且产品为农用，对外观要求不是太高，所以选用侧浇口比较合适。侧浇口设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，截面为矩形狭缝，具体结构及尺寸见右图：这类浇口加工容易修整方便，并且可以根据塑料的形状灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种形式。浇 口 位 置 开 设 正 确 与 否 ， 对 塑 件 质 量 的 影 响 很 大 ， 因 此 合 理 选 择 浇 口 位置 是 提 高 塑 件 质 量 的 重 要 环 节 ， 在 确 定 浇 口 位 置 时 ， 应 针 对 塑 件 的 几 何 形 状及 技 术 要 求 ， 来 分 析 塑 料 的 流 动 状 态 、 填 充 及 排 气 条 件 等 因 素 。 选 择 浇 口 时一 般 应 遵 循 下 述 原 则 ：1) 浇 口 的 尺 寸 及 位 置 应 尽 量 避 免 产 生 喷 射 和 蠕 动2) 浇 口 应 开 设 在 塑 件 断 面 最 厚 处3) 浇 口 位 置 的 选 择 应 使 塑 料 流 程 最 短 ， 料 流 变 向 最 少4) 浇 口 位 置 的 选 择 应 减 少 或 避 免 塑 件 的 熔 接 痕 ， 增 加 熔 接 牢度5) 浇 口 的 选 择 应 注 意 塑 件 外 观 质 量6) 不 在 承 受 弯 曲 或 冲 击 载 荷 的 部 位 设 置 浇 口7) 考 虑 分 子 定 向 的 影 响8) 有 利 于 型 腔 中 气 体 的 排 除浇 口 的 位 置 见 上 图 ， 虽 然 会 产 生 溶 解 痕 ， 但 鉴 于 零 件 的 使 用 场 合 和模 具 制 造 工 艺 考 虑 ， 浇 口 位 置 的 选 择 是 合 理 的 。5. 排溢系统的设计在模具设计中，排溢系统的设计是必要的，因为如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺撩等缺陷，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，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。本次设计的为中小型模具，型腔型心均为组合式，可利用间隙排气，间隙为 0.03-0.08mm。四 成型零件的设计模 具 中 决 定 塑 件 的 几 何 形 状 和 尺 寸 的 零 件 称 为 成 型 零 件 ， 包 括 凹 模 、 型芯 、 镶 块 、 成 型 杆 和 成 型 环 等 。 成 型 零 件 工 作 时 ， 直 接 与 塑 件 接 触 ， 承 受塑 料 熔 体 的 高 压 、 料 流 的 冲 刷 ， 脱 模 时 与 塑 件 间 还 要 发 生 摩 擦 。 因 此 ， 成 型零 件 要 求 有 正 确 的 几 何 形 状 ， 较 高 的 尺 寸 精 度 和 较 低 的 表 面 粗 糙 度 ， 此 外 ，成 型 零 件 还 要 求 结 构 合 理 ， 有 较 高 的 强 度 、 刚 度 及 较 好 的 耐 磨 性 能 。成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 是 指 成 型 零 件 上 直 接 用 来 构 成 塑 件 的 尺 寸 ， 主 要 有型 腔 和 型 芯 的 径 向 尺 寸 (包 括 矩 形 和 异 形 零 件 的 长 和 宽 )， 型 腔 的 深 度 尺寸 和 型 芯 的 高 度 尺 寸 ， 型 芯 和 型 芯 之 间 的 在 模 具 设 计 中 ， 应 根 据 塑 件 的尺 寸 及 精 位 置 尺 寸 等 。 在 模 具 设 计 中 ， 应 根 据 塑 件 的 尺 寸 及 精 度 等 级 确 定模 具 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 及 精 度 等 级 。 分 析 本 塑 件 的 结 构 ， 因 此 取 塑 件精 度 为 5 级 (SJ1372-78)， 查 手 册 知 对 应 的 模 具 精 度 应 为 IT9(GB1800-79)。 型 芯 和 型 腔 尺 寸 的 计 算 均 按 平 均 收 缩 率 的 计 算 公 式 来 得 出 。一）凹模由于零件是垂直分型，故凹模做成瓣合形式，跟斜滑块一样，开模时通过斜导柱使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型，合模时又靠它使侧向成型零件复位。侧向成型块及其主要零件设计如下：1. 抽芯距的确定s=s1+3= = +3 mm32rR215.7但是由于推出机构采用推板推出，所以抽芯距要适当增大，根据实际情况，取抽芯距为 22mm2. 斜导柱的设计1) 斜导柱的结构设计斜导柱的形状如右图所示 ，材料为 T8 碳素工具钢，热处理要求HRC55，表面粗糙度 Ra0.8 m。斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动，侧滑块运动的平稳性由导滑槽与滑块之间的配合精度保证，而合模时滑块的最终准确位置有楔紧块决定，为了运动的灵活，滑块上斜导孔之间留有 1mm 的间隙。2) 斜导柱的长度计算LZ=L1+L2+L3+L4+L5= 10sincos2 tgdhtgd= 8i21804tt=84.3查文献2表 2-121 取 LZ=100mm3. 侧向成型块（凹模）的设计侧向成型块是模具的成型零件，用 T8 钢， 热处理要求 HRC50 。侧向成型 块的形式如右图： 侧向成型块的工作尺寸计算：1) 聚酰胺的平均收缩率：%102minaxS DMdHMh %1024.3.2) 侧向成型块的径向尺寸ZxdsM0)1(09.3675.3%.09.8ZxDsM0)1(09.3675.3. 09.53) 高度尺寸 ZxhsM0)1(05.2.7%3. 05.2ZxHsM0)1(09.365.3. 09.64. 导滑槽的设计导滑槽采用 T 形槽的形式，材料为 45 钢，要求硬度 HRC40。导滑槽与滑块导滑部分采用 H8/f8 间隙配合，其它各处留有 0.5mm 左右的间隙。配合部分的表面要求较高，表面粗糙度应 Ra0.8 。m5. 楔紧块的设计在注射过程中，侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，这个力通过滑块传给斜导柱，而斜导柱为一细长杆件，导致滑块后移，因此必须设置楔紧块。楔紧块的形式如右图：楔紧块采用螺钉紧固的形式，结构简单，加工方便，应用较普遍。楔紧块上的凸台，与模板配合装配，承受主要的侧向力，改善螺钉紧固承受力较差的缺点。楔紧块的锁紧角一般比斜导柱倾角大 ，所以取锁紧角 。32206. 滑块定位装置设计滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置，不再发生任何移动，以避免合模过程时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。滑块定位装置选用弹簧顶销定位装置，适用于侧面方向的抽芯动作，弹簧的直径选 1.2mm，顶销的头部制成半球状，滑块上的定位穴设计成 的锥穴，形式如右：90二） 凸模和型心模具的型心右两个螺纹型心和一个内型心组成，螺纹型心利用衬套保持中心对称，开模时利用螺纹衬套和自身螺纹脱模，内型心为组合式，型心单独加工，在镶入模板中，凸模用台肩和模板连接，在用垫板螺钉紧固。1. 螺纹型心工作尺寸的计算1) 螺纹型心大径0s0)d1(ZZMd中大大 ）（03.15%3.0.240s0)d1(ZZMd中中中 ）（03.156.93.0.20s0)d1(ZZMd中小小 ）（03.1534.8%.0.522) 型心螺距尺寸因为零件的内螺纹是与收缩率相同的外螺纹配合，由于考虑到塑料的收缩率，计算所得到的螺距带有不规则的小数，加工这样特殊螺距很困难，所以螺距可以不考虑收缩率。 22zszMPP.0512. 内型心的计算00-z zxdsDM内 05.27.89%3.015.三) 模具型腔侧壁和动模支承板厚度的计算在 注 射 过 程 中 ， 模 具 型 腔 将 受 到 熔 体 的 高 压 作 用 ， 所 以 应 具 有 足 够 的 强度 和 刚 度 ， 如 型 腔 侧 壁 和 底 板 厚 度 过 小 ， 可 能 因 强 度 不 够 而 产 生 塑 性 变 形 甚至 开 裂 。 因 刚 度 不 足 而 产 生 扰 曲 变 形 ， 导 致 溢 料 和 出 现 飞 边 。 降 低 塑 件 尺 寸精 度 并 影 响 顺 利 脱 模 ， 所 以 应 通 过 强 度 和 刚 度 计 算 来 确 定 型 腔 壁 厚 。 理 论 分析 和 生 产 实 践 表 明 ， 大 尺 寸 的 模 具 型 腔 ， 刚 度 不 足 是 主 要 主 要 矛 盾 ， 型 腔 壁厚 应 以 满 足 刚 度 条 件 为 准 ； 由 于 本 塑 件 属 于 小 型 塑 件 ， 故 因 以 型 腔 的 壁 厚 的强 度 为 准 。由 于 型 腔 的 形 状 、 结 构 形 式 是 多 种 多 样 的 。 同 时 在 成 型 过 程 中 模 具 受力 状 态 也 很 复 杂 ， 一 些 参 数 难 以 确 定 ， 因 此 对 型 腔 壁 厚 做 精 确 的 力 学 计算 几 乎 是 不 可 能 的 。 只 能 从 实 用 观 点 出 发 ， 对 具 体 情 况 具 体 分 析 ， 建 立接 近 实 际 的 力 学 模 型 ， 所 以 对 于 本 塑 件 可 以 简 化 为 镶 拼 式 圆 形 型 腔 进 行近 似 计 算 。（ 1） 型 腔 侧 壁 厚 度 计 算由 于 型 腔 的 计 算 方 式 由 型 腔 的 大 小 来 确 定 ， 本 模 具 的 型 腔 内半 径 r86mm， 所 以 按 强 度 理 论 来 计 算 ：12pS式 中 许 用 应 力 （ Pa）1502165.7S =11由 此 看 出 型 腔 壁 厚 的 最 小 值 为 11mm， 但 考 虑 到 本 次 设 计 的 型 腔 采 用斜 滑 块 的 形 式 ， 所 以 要 适 当 给 其 增 大 尺 寸 ， 具 体 尺 寸 见 斜 滑 块 。（ 2） 动 模 支 承 板 厚 度 的 计 算本 次 设 计 采 用 的 是 瓣 合 结 构 ， 型 腔 由 型 腔 套 板 和 上 下 两 块 模 板 固 定 ， 不需 要 另 外 设 置 底 板 了 ， 动 模 支 承 板 的 厚 度 可 根 据 零 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 积选 择 ， 查 文 献 一 表 5-18， 支 承 板 的 厚 度 有 15-20mm 就 足 够 了 ， 而 现 在 我选 用 30mm 厚 的 支 承 板 ， 更 保 险 一 点 。第五章 合模导向机构的设计1. 导向机构的作用1) 定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置的正确，保证型腔的形状和尺寸精度，导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。2) 导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型心先进入型腔造成成型零件损坏。3) 承受一定的侧向压力 塑料熔体在充填过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。2. 导柱的设计本次设计选用导柱导向机构，导柱应具有硬耐磨的表面，坚韧而不容易折断的内芯，材料选用 T8 钢，经淬火处理后硬度为 50-55HRC，导柱固定部分粗糙度 Ra 为 0.8m。导向部分表面粗糙度 Ra 为 0.8m-0.4m。其形式及尺寸见右图：导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心离模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心大模具边缘距离通常为导柱直径的1-1.5 倍） 。导柱的固定端与模板之间一般采用H7/m6 的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7 的间隙配合。3. 导套的设计导套采用带头导套，为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒角。导柱孔做成通孔，以利于排出空内空气和残渣废料。导套的材料选用 T8 钢，其硬度一般应比导柱，以减轻磨损，导套的形式如右图：导套用与导柱相同的材料制造，硬度一般低于导柱的硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 Ra0.8m。导套与模板的配合用 H7/m6 过盈配合。 第六章 推出机构的设计1. 推出机构的设计原则a) 推出机构应尽量设置在动模一侧b) 保证塑件不因推出而变形c) 机构简单动作可靠d) 良好的塑件外观e) 合模是的正确复位2. 推出机构的选用由于零件在开模方向的投影面积比较少，而且零件高度教深，所以选用推板推出机构。推件板推出机构作用面积大、推出力大而均匀运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。但如果型心和推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推件板上，所以推件板与型心留有0.2-0.25mm 的间隙。另外，在推出过程中，由于推件板和型心有摩擦，所以推件板必须进行淬火处理，以提高耐磨性。推件板的形式如右图：3. 推件板的导向与复位本次设计的模具为中小型模具，固只设置两根推板导柱，推板导柱直接与液压顶出装置固接，由液压顶出装置完成顶出和复位两个动作。另外，零件内表面积不是太大，液压顶出装置的顶出力很大，所以可不考虑零件的脱模力。4. 复位零件推件板是由液压顶出装置复位，而螺纹型心由机动复位，所以不需要再设置复位零件。第七章 温度调节系统无 论 何 种 塑 料 进 行 注 射 成 型 ， 均 有 一 个 比 较 适 宜 的 模 具 温 度 范 围 ， 在此 模 具 温 度 范 围 内 ， 塑 料 熔 体 的 流 动 性 好 ， 容 易 充 满 型 腔 ， 塑 件 脱 模 后 收 缩和 翘 曲 变 形 小 ， 形 状 与 尺 寸 稳 定 ， 力 学 性 能 以 及 表 面 质 量 较 高 。 为 了 使 模 温控 制 在 一 理 想 的 范 围 内 ， 现 设 计 一 模 具 温 度 调 节 系 统 。 由 于 本 次 设 计 用 材 料为 聚 酰 胺 ， 黏 度 低 流 动 性 好 ， 成 型 工 艺 要 求 模 温 不 太 高 ， 故 无 须 设 计 加 热 系统 ， 只 需 设 计 冷 却 系 统 以 确 保 合 理 的 模 温 。 常 用 的 冷 却 方 法 有 水 冷 却 、 空 气冷 却 和 油 冷 却 ， 本 设 计 设 计 采 用 的 是 水 冷 却 ， 经 济 实 惠 。1.冷 却 的 计 算在 单 位 时 间 内 所 需 排 除 的 总 热 量 可 近 似 由 下 面 公 式 计 算 ：Q = nm h/60其 中 n 为 每 小 时 注 射 次 数 ， m 为 每 次 注 入 模 具 的 塑 料 质 量 （ kg） , h 为 塑 料 成 型 时 放 出 的 热 熔 量 （ J/kg）由 于 聚 酰 胺 成 型 周 期 为 50 110S， 本 次 设 计 的 塑 料 注 射 量 不 大 ， 但 由于 开 模 动 作 复 杂 ， 故 取 T=80（ S） ， n=3600/80=45 (次 )； m=15.4(g)=0.0154(kg); 查 塑 料 模 具 设 计 表 3-19 得 : h=326.26 396.48kJ/kg, 取 h =360kJ/kg, 所 以 h=3600.0154=5544（ kJ） =5544(J)Q = 450.01545544/60= 64（ J/min）为 了 满 足 注 射 模 冷 却 需 要 ， 在 单 位 时 间 内 所 需 冷 却 水 量 可 按 下 式 计算 ：V = Q/ C （ t1-t2） = nm h/60 C （ t1-t2）2.冷 却 系 统 的 设 计 与 冷 却 系 统 的 结 构冷 却 系 统 的 设 计 原 则 ： 冷 却 水 道 应 尽 量 多 ， 冷 却 水 道 至 型 腔 表 面 距 离 应尽 量 相 等 ， 浇 口 出 加 强 冷 却 ， 冷 却 水 道 、 入 口 温 差 应 尽 量 小 ， 冷 却 水道 应 沿 着 塑 料 收 缩 的 方 向 设 置 ；此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度。塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本模具分别在斜滑块和内型心上设置冷却水道，其具体形式见总装配图。第八章 其它辅助零件的选择在本次设计中，选择合适的传动零件是非常关键的一步，在模具工作中，传动零件是这样工作的，液压马达通过皮带轮带动带轮传给主轴转矩，上螺纹型芯开始脱螺纹，同时旋转运动有齿轮和华键轴同步传递到下螺纹型芯上。在设计当中，选用了三种齿轮，分别是型芯上的齿轮、过渡小齿轮、过桥轮上的齿轮，参数分别如下：Z1=18 Z2=20 Z3=20m1=2.5 m2=1.75 m3=1.75d1=45 d2=35 d3=35da1=50 da2=38.5 da3=38.5皮带轮和皮带的选择：皮带轮选用轮辐式结构，槽型为 Z，参数如下：bd=8.5 hamin=2.00 hfmin=7.0e=12 0.3 fmin=7 min=5.5 38皮带的截型为 Z，参数如下：节宽 bp=8.5 高度 h=8 顶宽 h=10楔角 4006.)/(mkgq第九章 注射机相关参数的校核在 前 面 已 经 确 定 了 模 具 的 结 构 、 类 型 和 一 些 基 本 的 参 数 尺 寸 ， 如 模 具的 型 腔 的 个 数 、 需 用 的 注 射 量 、 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 积 、 成 型 时 所 需 的合 模 力 、 注 射 压 力 、 模 具 的 厚 度 、 安 装 固 定 尺 寸 以 及 开 模 行 程 等 。 这 些 数 据都 与 注 射 机 的 有 关 性 能 参 数 密 切 相 关 ， 如 果 两 者 不 相 匹 配 ， 则 模 具 无 法 使 用 ，为 此 ， 必 须 对 两 者 之 间 有 关 的 数 据 进 行 校 核 以 满 足 要 求 。1. 注 射 压 力 的 校 核注 射 成 型 机 的 最 大 注 射 压 力 应 稍 大 于 塑 料 制 品 的 成 型 所 需 的 注 射 压 力 ，即 P0 P式 中 P0注 射 成 型 机 的 最 大 注 射 压 力 ；P 塑 料 制 品 成 型 时 所 需 的 注 射 压 力 。查 有 关 手 册 可 知 P0=125 Mpa， P=65 Mpa所 以 P0=125 P=65 成 立 ， 即 注 射 压 力 满 足 要 求 。2. 锁 模 力 的 校 核 及 型