机械毕业设计（论文）-喷雾器喷头斜抽芯注射模设计【全套图纸】

1 喷雾器喷头斜抽芯注射模设计喷雾器喷头斜抽芯注射模设计 学 生： 指导老师： 摘 要：本次毕业设计的题目是喷雾器喷头注塑模具设计。首先对所要设计的产品进行工艺的分析 与计算，该塑件采用 PVC 为材料，然后在分析计算的基础上确定成型工艺方案，为一模 4 腔，推杆推出， 点浇口，单分型面，浇口套内的主流道采用圆锥形，选用的模架为标准模架的 A1 型，导柱导套的安装用 Z1 的安装方式，再在此基础上进入模具总装配图的结构设计以及尺寸的确定。在此基础上对注塑模具的 主要零部件尤其是成型零部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考塑料成型相关的资料和翻阅各种塑料 模具设计手册，并通过计算以确定模具的具体结构及尺寸以及成型零件的相关尺寸，通过不断的计算与 修改，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终独立完成这次毕业设计。在 设计的过程中，主要成型零件采用镶拼结构，利于加工。 关键字：注塑模;浇注系统;侧浇口; 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Design Of Spray Nozzle Inclined Core-Pulling Injection Mould Students: 2 Tutor: g Abstract: The graduation project is the subject of spray nozzle injection mold design.First, the products are analysed and calculated as to the process of the design, with the products use PVC plastic parts as its material, and then the production process of a 4 cavity mold, putting launch point gate, single typeface, comprising the main gate with conical channel, selected as the standard mold of the A1-type mold, guide pins and bushings and installation methods with the Z1 installation is established, on the basis of the scientific calculation and analysis. On this basis, the structural design of the total assembly drawingand size is determined. Then, the main components of the injection mold molded parts, especially the size of the design should be calculated, during which processes, the relevant information and reading of all kinds of plastic mold design manual should be obtained, and the specific structure of the mold and size should be calculated and revised continually before determined. With the careful and patient guidance of instructor, as well as constant revise, ultimately an complete graduation project should be done independently. In the design process, the main use of mosaic structure of the molded part benefits processing. Key word: injection mold; gating system;side gate ; 1 前言 本次毕业设计是对我大学四年所学的无论是基础知识还是专业知识都是一次全面的 检查和考核，同时也是培养我解决具体问题的一种能力和一次深入再学习的过程。通过 毕业设计，能使我综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术 及基本能力的练习。 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工 工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加 工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 在现代制造业中对模具的基本要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各 方面都满足使用要求的共有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便； 从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进 浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、 机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、 烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影 3 响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手 工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动 从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在指尖上 的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因 素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的 作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的 生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具 业提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具 在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势 可分为加深理论研究、高效率、自动化、大型、超小型及高精度、革新模具制造工艺、 标准化等。 2 塑件工艺性分析 塑件图： 4 图 1 塑件图 Fig.1 Plastic Fig.ure 图 2 产品图喷头 Fig. 2 Product Fig.ure-Bather 材料：PVC 成型设备：XS-ZY-1000 卧式注塑机，未注公差按 IT14 执行。 2.1 塑件原材料的分析 （1） 基本性能：PVC 热安定性不良，成型温度与分解温度接近，流动性不佳，外 观容易形成不良缺陷，PVC 料耐热性不佳，最易烧焦、产生酸性气体进而腐蚀模具，加 工时可加塑化剂增加其流动性，一般须加添加剂使用，其强度、电器绝缘性、耐药品性 佳。 PVC 特性： 密度:1.38 克/立方厘米 成型收缩率:015-0.25% 成型温度：160-190 （2）主要用途：聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚 氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。它稳定;不易被酸、 碱腐蚀;对热比较耐受。正是由于其防火耐热作用,聚氯乙烯被广泛用于电线外皮和光纤 外皮。此外也常被制成手套、某些食物的保鲜纸。聚氯乙稀具有原料丰富（石油、石灰 石、焦炭、食盐和天然气） 、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为 世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的 29%。聚氯乙 烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯 5 乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道 和阀门等塑料硬制品。 （3）成型特点： 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模 具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加 入不同种类和数量的助剂。 3.极易分解,在 200 度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体. 成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热。 2.2 塑件结构和尺寸精度、表面质量分析 （1） 结构分析。此产品结构相对简单，侧壁带圆孔 6 个，中心部分为带台阶状通孔。 侧壁孔与水平面呈 45 度斜角度。需要设置侧抽芯。总体上属于中等难度的侧抽芯。 （2） 尺寸精度分析。取精度等级为 IT14 分析可得，该零件的尺寸精度比较低，对应 的模具相关零件的尺寸加工可以保证。 （3） 表面质量分析。 该塑件要求外观无明显缺陷，表面粗糙度为，塑件无毛 4 . 0 a R 刺，内部无粗糙度要求，容易实现。 综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以的 到保证。 2.3 计算塑件的体积和质量 计算塑件的质量是为了选用注射机及确定型腔数。经计算该塑件的体积为 V=83689.14 ，根据设计手册，可查得 PVC 密度为 1.38。故塑件的质量为： 3 mm 3 cmg gVW 5 . 115001 . 0 38. 114.83689 （1） 注射机 XS-ZY-1000 的注射量为，而每次的注射量不超过最大注射量的 80% 3 500cm 即 1000 80%=800 3 cm （2） 根据设计任务书的要求，一模一穴。只要保证注射机 XS-ZY-1000 的注射量大于塑件 体积和凝料体积之和就可以了。 6 经过计算凝料体积为 V=10836.32 3 mm gVW 5 . 10001 . 0 38 . 1 32.10836 （3） 注塑机的注射量=800115.5+10.5=126 3 cm 所以注塑机注塑量选择 OK. 3 确定成型方案及模具类型 3.1 确定模具类型 1、确定模具的基本类型 注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结 构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注 射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。 1. 模架的选择 根据对塑件的综合分析，确定该模具是双分型面的模具，由 GB/T12556.1-12556.2- 1990塑料注射模中小型模架可选择 A3 型模架，其基本结构如下： 图 3 A3 型模架 Fig.3 Die plane of A3-type 7 图 4 推杆推出机构 Fig.4 Throwout lever ejecting mechanism A3 型模具定模采用 2 块模板，动模采用一块板，设置推杆推出机构。适用于直接点 浇口注射成形模具。 由分型面分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导 套选择正装的结构： 图 5 导柱导套结构 Fig. 5 Report of the structure of the report 根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，经 8 过计算可以知道该模具是一模 4 腔的模具而量型腔之间的距离在 20-30mm 之间，把型腔 排列成一模一腔可侧得长为 200mm，宽为 200mm，模架的长 L=200+复位杆的直径+螺钉的 直径+型腔壁厚320mm，模架的宽 W=200+复位杆的直径+型腔壁厚360mm 所以就取 B L=400 400 的模架，塑件的厚度为 42mm，该模具型腔结构复杂所以动模也 有型芯，型芯的固定是固定总高度的，B 板的厚度取 110，满足强度要求，A 板为 80mm，B 板为 120mm，C 板为 120mm（C 的选择应考虑推出机构的推出距离是否满足推出的高 度） 综上所述所选择的模架的型号为：LKM FCI-4040-A80-B120-C120 GB/T 12556。 3.2 确定模具类型的主要结构 3.2.1 分型面得选择 模具设计中分型面得选择很关键，它决定了模具的结构，设计时应该改按照以下原 则进行分型面的选择： （1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。避免模具结构复杂。 1. 分型面应便于塑件的脱模。 2. 分型面得选择应有利于侧向分型和抽芯。 3. 分型面得选择应保证塑件的质量。 4. 分型面得选择应应有利于防止益料。 5. 分型面的选择应该有利于排气。 6. 分型面的选择应尽量使成型零件易于加工。 选择分型面时，应尽量减小由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸的差距。 9 图 6 分型面的选择 Fig.6 The choice of the parting surface 综上所述：考虑多方面的因素，此处分型面就选择在如图所示的位置较为合适。 该零件的高度为 42mm，且垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，若选择如上图的 分型方式既可以降低模具的复杂程度，减少模具的加工难度，又便于成型后的脱模。 故选用如上图的分型面，因此该模具属于多层台阶分型面的注射模。 3.2.2 型腔的排列方式的确定 由于本次设计只设计只有一模一穴，所以只有一种方式。 3.2.3 浇注系统的设计 1 主流道的设计 主流道的轴线一般位于模具的中心线上，与注射机喷嘴的轴线重合，型腔也以此轴 线为中心对称布置。主流道的截面一般为等截面柱形，截面可为圆形、半圆形、椭圆形 和梯形，以椭圆形应用最广。主流道设计要点如下： 1） 为便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形。主流道锥角对 42 流动性差的塑料可取，内壁表面粗糙度 Ra 小于 0.8um。 63 2） 主流道与分流道结合处采用圆角过渡。其半径为 13mm，以减小料流转向过渡的阻 力。 3） 在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度 L 应尽量短。为了减少废料及熔体压 力损失，一般主流道长度 L 不超过 60mm 应视模板的厚度，水道的开设等具体情况而定。 4） 设置主流道衬套。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所 10 以一般不把主流道开展模板上，而是将它单独设置在一个主流道衬套中，这样便于凝料从主 流道中取出，损坏后易修复。 图 7 主流道 Fig.7 Mainstream 主流道尺寸的有关计算： 根据设计手册查得 XS-ZY-1000 型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前端孔径为； mmd5 . 7 1 喷嘴前端球面半径。 mmSR18 1 根据模具主流道与喷嘴及，取主流道球面半径 mmSRSR) 21 ( 1 mmdd) 15 . 0 ( 1 SR=20mm,小端直径 d=7.5mm。 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形其斜度为，经换算得主流 4 道大端直径 D=13.45mm，为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径为 的圆弧过渡。 mmr1 2 分流道的设计 对分流道的要求包括：塑料熔体在流动中热量和压力损失最小，同时使流道中的塑 料最少，即从流动性、传热性等因素考虑，分流道的比表面积（分流道表面积与体积之 比）应尽可能小，塑料熔体能在相同的温度、压力条件下，从各个浇口同时进入并充满 型腔。 1） 分流道截面形状及尺寸 分流道的形状尺寸取决于塑件的体积、壁厚、形状，以及所加工塑料的种类，注射 速率分流道长度等。分流道截面积过小，降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间 延长，塑料常出现缺料、波纹等缺陷。分流道截面尺寸过大，不仅积存空气增多，塑件 容易产生气泡 ，而且增大塑料耗量，延长冷却时间。此副模具选用分流道形状尺寸如下： 11 优点：比表面积最小，因此阻力小，压力损失小，冷却速度最慢，流道中心冷凝慢 有利于保压，废料少。 缺点：同时在两半模上加工圆形凹槽，难度大，费用高。 圆形截面分流道的直径 d 一般在 212mm 内变动。实验证明，对多数塑料来说，分流 道直径在 6mm 以上时，直径对熔体流动性影响较大，但直径在 8mm 以上时， 即使再增大直径，对熔体流动性影响不大。分流道长度一般在 830mm 之间。根据型 腔的布置来延长或缩短，最小不能小于 8mm。否则会给塑件修磨合分割带来困难。 图 8 分流道直径 Fig.8 Separation of the diameter ；塑件最大壁厚 mmTd5 . 1 max max T ABS 分流道的直径推荐值 210mm。 本次设计为了快速填充，所以采用分流道直径采用 8mm 。 2) 分流道的布置形式 分流道的布置形式主要取决于型腔的布局，其遵循的原则是，排列紧凑以缩小模板尺寸， 减小流程，锁模力力求平衡。分流道又分为平衡和非平衡两种形式，此处采用的是平衡式 布置形式如下： 图 9 分流道的布置形式 12 Fig. 9 Separation of the form 3) 分流道设计要点 （1）分流道的断面和长度设计，应在保证顺利充模的前提下，尽量取小，尤其对小 型塑件更为重要。 (2) 分流道的表面不必很光滑，表面粗糙度一般为 1.6um 即可，这样可以使熔融塑 料的冷却皮层固定，有利于保温。 (3) 当分流道较长时在分流道末端应开设冷料穴以容纳冷料，保证塑件质量。 (4) 分流道与浇口的连接处要以斜面或圆弧过渡，有利于熔融塑料的流动及填充。 否则会引起反压力消耗动能。 3 浇口的设计 浇口是连接主流道和型腔的桥梁，它具有两个功能：第一，对熔融塑料进入型腔起 控制作用；第二，当注射压力撤消后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的 塑料不会倒流。 浇口是浇注系统的关键部分，它对塑件的质量影响很大，一般情况下多采用长度很 短（0.52mm）而截面又很窄的小浇口，主要作用有以下几点：可使经过分流道之后压力 和温度都已有所下降的塑料熔体，产生加速度和较大的剪切热，降低黏度，提高充模能 力，小浇口容易冷却固化（俗称浇口冻结） ，缩短模具周期，防止保压不足而引起的熔体 倒流现象，还便于控制补缩时间，降低塑件的内应力；便于塑件与塑料的分离， ，而浇口 痕迹小，表面质量好。 1) 浇口的断面形状尺寸 浇口的断面形状常用圆形和矩形，浇口的尺寸一般根据经验确定并取其下限然后再 试模过程中，根据需要将浇口尺寸加以修正。 (1) 浇口截面的厚度 h。通常 h 可取塑件浇口处厚壁的（或 0.52mm） 。 (2) 3231 浇口的截面宽度 b。矩形截面的浇口，对于中小型塑件通常取 b=（510）h，对于大型 塑件取 b10h。 (3) 浇口长度 L。浇口的长度 L 尽量短，对减小塑料熔体流动阻力和增大流速均有利， 通常取 L=0.52mm。 2) 浇口的形式及特点 13 经过综合考虑和分析选择侧浇口 特点：可根据塑件的形状、特点灵活的选择塑件的某个边缘进料，一般开设在分型 面上，它能方便的调整熔体充模时的剪切速率和浇口封闭时间。浇口的加工和去除较方 便。但侧浇口注射压力损失大，熔料流速较高，保压补缩作用小，成型壳类件时排气困 难，因而易形成熔接痕、缺料、缩孔等。 应用：侧浇口能成型各种材料、各种形状的塑件，应用非常广泛。浇口的宽 ；浇口的深 ；浇口的。该副模具取 mmb)55 . 1 (mmh)25 . 0(mmL)27 . 0( b=2mm，h=1mm，L=1.5mm 3) 浇口位置的选择 进料位置的确定应遵循以下几个原则： (1) 浇口的尺寸及位置的选择应避免料流产生喷射和蠕动 (2) 浇口应开设在塑件断面较厚的部位，有利于熔体流动和补料。 (3) 浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。 (4) 浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。 (5) 浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢靠度。 (6) 浇口位置的选择就防止料流将型芯或嵌件挤压变形。 根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在分型面上。 如图所示： 14 图 10 浇口位置的选择 Fig. 10 The choice of gate location 4 冷料穴和拉料杆的设计 冷料穴的作用是收集每次注射成型时，流道熔体前端的冷料筒头，避免这些冷料进 入 型腔影响塑件的质量或者堵塞浇口。卧式或立式注射机用注射模的冷料穴，一般都 设在主流道的末端，且开主流道对面的动模上，直径稍大于主流道大端的直径，便于冷 料的进入，冷料穴的形式不仅与主流道的拉料杆有关，而且与主流道中的凝料的脱模有 关系。常见的冷料穴及拉料形式有钩形（Z 形）拉料杆、锥形或沟槽拉料穴、球形头拉 料穴、分流锥形拉料穴、无推杆的拉料穴、Z 形拉料穴，拉料杆的头部为 Z 形，深入冷 料穴中，开模时钩住主流道凝料并将其从主流道中拉出，拉料杆固定端装在推杆固定板 上，故塑件推出时，凝料也被推出，稍作侧移，塑件连同浇注系统凝料一起取下。这种 是一种常见形式，缺点是凝料推出后不能自动脱模。本产品成型时，采用注塑机自带的 继续手臂取拿产品。 3.2.4 排气系统的设计 排气系统的作用是将浇注系统、型腔内大的空气以及塑料熔体分解产生的气体及时 排出模外。如果排气不良，会在塑件上形成气泡、银纹、接痕等缺陷，使表面轮廊不清 楚，甚至充不满型腔。还会因气体被压缩产生高温，使塑件产生焦痕现象。 15 本套模具采用两种排气方式和用排气方式： 1 分型面上开设排气槽排气 这是注射模具排气的主要形式。通常在分型面型腔一侧开设排气槽，这里把排气槽 开设在定模型腔固定板一侧，在考虑不产生飞边的情况下，排气槽的宽度取 5mm，排气 槽的深度则由查表可得 ABS 塑料的排气槽的深度为 0.03mm，而排气槽的位置则开放在靠 近钳件的、塑件制品最后充满的部位以防止熔接痕的产生。排气槽的形式如下图： 图 11 分型面上的排气槽 Fig.11 The tank of the parting surface 2 配合间隙加工排气槽 对于中小型模具，处了利用分型面及配合间隙自然排气槽排气外，还可以将型腔最后充 满的地方做成组合式结构，在过盈配合面上加工出排气槽，宽度一般为mm，深度 04 . 0 03 . 0 为，具体结构如下： mm8 . 02 . 0 图 12 过盈配合处的排气槽 Fig.12 The tank of the interference fits 4 脱模机构的设计 塑料成型后，使制件及浇注系统凝料从凸模或凹模上脱出的机构称为推出机构，也 16 称脱模机构。它由一系列推出元件等组成，可具有不同的推出动作。大部分推出机构的动作 是提高装在注射机合模机上的顶杆或液压缸来完成的。推出机构的设计直接影响制件的质量， 是塑料模设计的重要环节之一。 根据塑件的形状和成型特点及模具的结构，选择推杆推出机构。 1 脱模机构的设计原则 （1）结构可靠，机械运动灵活、准确，并有足够的刚度和强度。 （2）保证塑件不变形、不损坏。 （3）保证塑件外观良好。 （4）尽量使塑件留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 2 按模具中的推出零件分类 分为推杆式脱模、推管式脱模、推板式脱模等，该塑件底部有加强筋，又非圆筒件，所 以采用应用比较广泛的推杆式脱模机构。 3 脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生抱紧力，塑件要从 模腔中脱出，就必须克服因抱紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时 还需要克服大气压力，一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，即所需的 脱模力最大，脱模力可按公式估算。根据力的平衡原理，列出平衡方程式 0 x F 则 cossin mbt FFF （4） - 塑件对型芯的包紧力； b F - 脱模时型芯所受的摩擦阻力； m F - 脱模力； t F - 型芯的脱模斜度。 又 uFF bm （5） 于是 )sincos(uFF bt （6） 17 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧力之积，即：。 ApFb 由此可得 )sincos(uApFt （7） u- 塑料对钢的摩擦因素，为 0.1-0.3； A- 塑件包容型芯的面积； P- 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件取 p= Pa；模内冷却的塑件取 p=。 7 10)9 . 34 . 2(Pa 7 10)2 . 18 . 0( P=10Mpa A=45.68: 2 cm =N ApFb 626 1057 . 4 1068.451010 （8） )sincos(uFF bt N )3sin3cos2 . 0(1057 . 4 6 t F 5 1074 . 6 （9） 5 推出机构的设计 由于设置推杆位置的自由度很大，所以推杆推出机构应用最为广泛。 1 推出机构的设计原则： （1）保证制件不因顶出而变形损坏及影响外观。这是推出机构最基本的要求。 （2）推出机构应尽量设置在动模一侧。 （3）机构简单、动作可靠。 （4）合模时正确复位。 （5）位置尽量设在塑件内侧，保证塑件外观良好。 （6）尽量选在垂直壁厚的下方，可以获得较大的顶出力。 2 推杆位置的设置： （1）推杆应设在脱模大的地方。一般型芯的周围对型芯的包紧力很大，所以可以在型芯 的外侧塑件的端面上设置推杆。 （2）推杆应均匀布置。当塑件各处脱模阻力相同时，应均匀布置推杆，保证塑件被推出 是受力均匀，推出平稳不变形。 18 （3）推杆应设在塑件强度刚度较大的处，推杆不应设在塑件薄壁处，以免塑件变形损坏。 3 推杆的长度及直径 圆形推杆的直径可由欧拉公式化简得： 4 1 2 )( nE FL kd 脱 （10） 式中 d-推杆的直径（mm） L-推杆的长度（mm） -塑件的脱模力（N） 脱 F E-推杆材料的弹性模量（Mpa） n-推杆数量 k-安全系数 k 取 1.5 带入数据计算; 4 1 2 )( nE FL kd 脱 （11） 推杆直径的强度校核： -推杆材料的许用压力（Mpa） 】【 压 脱 n 4F d 压 带入数据计算得 d=5mm 满足要求。 4 推杆的固定方式 推杆直径 d 与模板上的推杆孔的配合一般采用的间隙配合实际的间隙配 8878fHfH 合应该小于他的溢边值，查资料可得 ABS 的溢边值 0.04mm，推杆有很多种固定方式，我们 选择如下的方式固定： 19 图 13 推杆的固定方式 Fig.13 Throwout levers fixed way 推杆固定端与推杆固定板配合时，通常采用单边 0.5mm 的间隙，这样既可以降低加工要 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。推杆材料采用 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 Ra0.8um。 5.1 侧向分型与抽芯机构设计 （12） 式中： Q抽拔力（N） A型芯被塑件包紧的断面形状周长（mm） h-型芯成形深度（mm） q-由于塑件收缩形成的单位正压力，一般取 812Mpa 摩擦系数，取 0.10.2 脱模斜度（ ） （由实用模具设计与制造手册查的为,初取） 代入，得 20 （13） 抽芯距：长斜导柱 S6.2511.2mm （14） 斜导柱尺寸计算： 由于抽芯方向与模具安装平面平行 （15） 式中： S抽芯距（mm） 斜导柱工作部分长度（mm） -斜导柱安装角度，一般取，不大于，初取 H抽芯距为 S 时所需开模行程（mm） 代入，得： （16） 斜导柱的直径计算: （17） 所受正压力 N： （18） 直径 d: 21 （19） 取 d=20mm 式中： Q抽拔力 许用抗弯强度 （由于斜导柱选用材料为 T8A，所以137Mpa） 长度计算： （20） 取 L=70mm 6 冷却装置的设计 模具的温度是指模具型腔和型芯的表面温度。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，生产效率及塑料制作的形状、外观和尺寸精度都有重要的影响， 模具中设置温度调节系统的目的是要通过控制模具温度，使注射成型塑料制件有良好的产品 质量和较高的生产效率。 注射入模具的型腔的熔融热塑性塑料，必须模具内冷却固化才能成为塑件，所以模具温 度必须低于注射入模具型腔的熔融塑料树脂的温度，即达到（玻璃化温度）以下的温度 g T 范围。为了提高成型效率，一般通过缩短冷却时间的方法来缩短成型周期，由于树脂本身的 性能不同，所以不同的塑料要求不同的模具温度。当模具温度要求在 80以上时需对模具 C 进行加热。ABS 的成型温度是 200-270，模具温度 40-80。所以不需要加热装置。 CC 冷却系统的设计原则 1.冷却水孔应尽量多、孔经应尽量大 。 2.冷却水道离模具型腔表面的距离应尽量相等。当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表 面最好距离相当，但当塑件壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间 距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为 1215 mm。 3.冷却水道的出入口温差应尽量小。为了缩小出入口冷却水的温差，应根据型腔形状的 22 不同进行水道的排布。 4.冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。塑件易产生熔接痕的地方，本身的 温度就比较低，如果在该处再设置冷却水道，就会更加促使熔接痕的产生。 5.冷却水道的大小应便于加工和清理。一般冷却水道的孔径为 8-10mm。 6.冷却水道应沿着塑料收缩方向设置。 2 常见冷却系统的结构 1）水孔的直径，直径取 6mm 和 8mm。 2）水孔的位置 3）水道的布置形式 一般有串联式和并联式，串联水道的优点是水道中间若有堵塞能及时发现；缺点为流程 长，温度不易均匀，流动阻力大。并联水道的优点是分几路通水，流道阻力小，温度均匀。 缺点是中间有堵塞不易发现，管接头多。 串联和并联应用于具体情况而定，其缺点可以克服；如阻力大可以增大管径，防止堵塞 可以加大管径，或分路供水。 冷却水道的布置形式的选择： 由于该模具是一模一腔，冷却水道围着型芯四周循环，可以达到冷却型腔的作用，所以 此模具的冷却系统选择内循环式。这种布置形式在型腔外周钻直通水道，然后用堵头堵住不 需要处构成内循环，并可以多层。 图 14 内循环式冷却系统 Fig.14 Internal recycling type cooling system 23 7 成型零件的设计 7.1 成型零件的结构设计 凹模是成型塑件外表面的凹装零件，它的结构取决于塑件的成型需要和加工与装配的 工艺要求，通常可分为整体式和组合式两大类。 （1）整体式凹模 整体式凹模是有一整块钢材直接加工而成的，这种凹模结构简单，牢固可靠，不易 变形，成型的零件质量好，但是当塑件结构复杂时，其凹模的加工工艺性较差。因此， 在先进的型腔加工机床尚未普及之前，整体式凹模适用形状简单的小型塑件成型。 （2）组合式凸模 组合式凸模由两以上的零件组合而成， 。这种凹模改善了加工性，减少了热处理变形， 节约了制作模具的贵重钢材，但结构复杂，装配调整比较麻烦，塑件表面可能留有镶拼 痕迹， 组合后的型腔牢固性差。因此，这种凸模主要用于形状复杂塑件的成型。 综上所述，本次模具设计采用整体式凹模和组合式凸模。 图 15 组图结构 Fig.15 Collage structure 7.2 成型零件的工作尺寸计算 型芯和型腔的径向尺寸 24 成型零件的工作尺寸 型芯和型腔的深度尺寸 中心距尺寸 1 影响塑件尺寸精度的因素 塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度，而成型零件的尺寸和公差必 须与塑件的尺寸和精度及塑料的收缩率为依据。 1）成型零件的制造误差。 z 中小型塑模：模具制造公差占塑件总公差的：。 313 z 2）成型零件的磨损 c 中小型塑模：。 6 c （1）成型零件磨损的原因 塑件脱模时的摩擦（型腔变大、型芯变小、中心距尺寸不变） 。 料流的冲刷。 腐蚀性气体的锈蚀。 模具的打磨抛光。 （2）成型零件磨损的取值 磨损量的大小取决于塑料品种、模具材料及热处理。 小批量生产时，取小值，甚至可以不考虑。 c 玻璃纤维塑料磨损量大，应取大值。 c 模具材料耐磨，表面强化好，应取小值。 c 垂直于脱模方向的模具表面不考率磨损。 平行于脱模方向的模具表面要考虑磨损。 小型塑件的模具磨损对塑件影响较大。 3）塑件成型收缩误差 s （1）成型收缩率: j S 实际收缩率： %100 LL s ss s L S 室温下成型温度下 实际 （21） 25 计算收缩率： %100 s sm j L LL S 室温下室温下 （22） 模具成型零件尺寸计算（等式右边的乘积项为收缩量） jssm SLLL （2）影响塑件收缩的原因 塑料品种 塑件特点 模具结构 成型方法及工艺条件（料筒温度、注射压力、注射速度、模具温度） 。 4）模具的安装配合误差。 j 模具活动成型零件和配合间隙的变化会引起塑件尺寸变化。 5）水平飞边的波动 f 注射模具的飞边很小可以忽略。 6）塑件可能产生的最大误差 塑件可能产生的最大误差为各种误差的总和。 =+ (23) z c s j f 塑件成型的尺寸总偏差不能超过塑件图纸中规定的公差。 2 成型零部件工作尺寸计算 关于成型零部件工作尺寸的计算方法如下所示。 平均值法：比较粗糙，计算简便，适用于一般精度的中小型塑件。 公差带法（极限值法）：比较精确适用于制品的尺寸精度要求较高或制品尺寸较大时。 这里选择平均值法。 在计算之前，对塑件尺寸和成型零部件尺寸偏差需统一按“入体”原则标注： 轴类采用基轴制，标负偏差。 孔类尺寸采用基孔制，标正偏差。 中心距尺寸公差对称分布，标正负。 平均值法：是按塑件收缩率，成型零件制造公差，磨损量均为平均值时，制品获得平均 尺寸来计算的。 26 其核心公式为：，每一项取平均（用下标 cp 表示）则为 jssm SLLL ，公差等级按照 IT14 级精度计算。下面的计算式中前的系数 x 取 cpscpscpmcp SLLL 之间，中小型塑件取， 大尺寸取。 型腔、型芯径向尺寸的确定： 按照脱模斜度包括在塑件公差范围内计算 31 z 型腔尺寸： z cpm SLLL ) 4 3 ( 11 1 (24) .210 0 )62 . 0 4 3 018 . 0 5050( 21. 0 0 54.50 z cpm SLLL ) 4 3 ( 22 2 (25) 29 . 0 0 29 . 0 0 45.118)87 . 0 4 3 018. 0117117( z cpssm SLLL ) 4 3 ( 3 (26) 21. 0 0 21 . 0 0 54.56)62 . 0 4 3 018 . 0 5656( 型芯尺寸： 0 1 ) 4 3 ( z cpssm Slll (27) 0 25 . 0 0 25 . 0 56.57)74 . 0 4 3 018 . 0 5656( 0 2 ) 4 3 ( z cpssm Slll (28) 0 29 . 0 0 29. 0 87.36)62 . 0 4 3 018 . 0 3636( 0 3 ) 4 3 ( z cpssm Slll (29) 0 33. 0 0 33. 0 95.124) 1 4 3 018 . 0 122122( 0 444 ) 4 3 ( z cpm Slll 27 (30) 0 29 . 0 0 29 . 0 22.43)62 . 0 4 3 018 . 0 4242( 0 555 ) 4 3 ( z cpm Slll (31) 0 14 . 0 0 14 . 0 93.30)52 . 0 4 3 018. 03030( 0 555 ) 4 3 ( z cpm Slll (32) 0 12 . 0 0 12 . 0 4 . 8)36 . 0 4 3 018 . 0 88( 0 666 ) 4 3 ( z cpm Slll (33) 0 08 . 0 0 08 . 0 24 . 3 )25 . 0 4 3 018 . 0 33( 型腔深度与型芯高度尺寸： 下面的计算式中前的系数 x 取之间，中小型塑件取， 大尺寸取。 4 3 2 1 4 3 2 1 型腔深度高度尺寸 z cpssm SHHH 01 ) 3 2 ( (34) 21 . 0 0 21. 0 0 67.30)62 . 0 3 2 018 . 0 54.3054.30( z cpssm SHHH 02 ) 3 2 ( (35) 14 . 0 0 14 . 0 0 98.14)43 . 0 3 2 0184 . 0 1515( 型芯高度尺寸 0 111 ) 3 2 ( z cpm Shhh (36) 0 21 . 0 0 21. 0 17.43)62 . 0 3 2 018 . 0 4242( 0 222 ) 3 2 ( z cpm Shhh (37) 0 14. 0 0 14. 0 61.18)43 . 0 3 2 018 . 0 1818( 28 0 333 ) 3 2 ( z cpm Shhh (38) 0 1 . 0 0 1 . 0 29 . 5 )3 . 0 3 2 018 . 0 55( 8 塑料模材料及选用 模具成型零件对材料及对塑料模成型零件的材料有以下基本要求： 1. 具有足够的强度、刚度、耐疲劳性、和足够的硬度、耐磨性。对于成型含有硬质 填料的增强塑料应具有更高的耐磨性。 2. 具有一定的耐热性和小的热膨胀系数。 3. 热处理变形和开裂倾向小，在使用过程中尺寸稳定性好，对高精度的塑料制品， 模具尺寸值允许微小的变化。 4. 具有优良的切削加工性能以及表面装饰纹加工性。 5. 耐腐蚀性好，尤其在模具成型中会产生腐蚀性气体的塑料，对模具的耐蚀性要求 较高。 6. 抛光性能要好，塑件要求有良好的光泽和表面状态，模具必须很好的镀铬抛光 7. 选用钢材不应粗糙的杂质和气孔。 塑料模材料: 塑料模具用钢的选择可根据其制造方法的不同，按塑料制品的质量要求的不同， 按塑料制品的批量的大小以及按塑料模具的失效方式的不同等方式选择。 塑料模具材料的选用方法 （1）按模具的制造方法选择 1. 按制品质量要求选材 2. 按塑料制品批量选择 3. 按塑料模具的失效方式选择 4. 按腐蚀条件选择 成型 ABS 塑料时，在一定温度下，ABS 塑料会分解产生具有腐蚀性的气体而塑料模 产生腐蚀。 所以选择材料的时候要选择耐腐蚀的，尤其是型腔和型芯，他们是与塑件直接接触 的，更要具有耐腐蚀的材料。 1. 按硬度选择模具材料 综上所述：型芯和型腔的材料选用德国的的耐腐蚀材料 S136（钢材特性：高纯度， 29 高镜面度，抛光性能好，抗锈防酸能力极佳，热处理变形少，通过适当的热处理工艺， 硬度可达至 50-52HRC 并可提高抛光性，耐磨性或耐腐蚀性。一般用途：镜面模及防酸性 高，可保证冷却管道不受锈蚀，适合 PVC 聚氯乙烯、PA 尼龙、POM 聚甲醛、PC 聚碳酸 酯、ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料及添加阻燃剂之塑料，食品工业机械构件） 。 动、定模板，支撑板，垫块选用 45 号钢。浇口套选用 45 号钢，导柱、导套、拉料杆、 推杆选用 T8A，推杆固定板，推板选用 45 号钢。型腔板、型芯板也选用 45 号钢。 9 注塑模在注射机上调试及试模 9.1 注射机有关参数的校核 模具闭合高度的确定和校核 1 模具闭合高度的确定 根据标准模架各模板尺寸及模具设