基于proe的连接件制品模具设计.doc

基于Pro/E的连接件制品模具设计 作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 目 录摘 要1第一章 绪 论21.1模具在加工工业中的地位21.2 模具的发展趋势2第二章 零件工艺性分析42.1 塑件成型工艺分析42.2 模具原料（ABS）的成型特性与工艺参数52.3 ABS性能分析62.3.1 使用性能62.3.2 成型性能72.3.3 ABS主要技术指标7第三章 注塑设备的选择83.1有关塑件的计算83.2注射机型号的选择93.3注射机参数校核9第四章 浇注系统的形式和浇口的设计114.1 主流道和分流道的设计114.1.1主流道的设计114.1.2分流道的设计114.2浇口的设计124.2.1浇口位置的选择13第五章 成型零件设计135.1分型面的设计135.1.1分型面的形式145.1.2 分型面的设计原则155.2结构设计及其工作尺寸的计算155.2.1成型零件的选材16第六章 合模导向机构的设计176.1机构的功用186.1.1 导向机构的功用186.1.2 定位机构的功用186.2导向结构的总体设计186.3导柱的设计186.4导套的设计196.5导柱与导套的配合19第七章 脱模推出机构的设计20第八章 温度调节系统的设计218.1模具温度对塑件成型的影响218.2加热系统的设计218.2.1电阻加热形式：218.2.2电阻加热的计算218.3冷却系统的设计22第九章 模架的确定和标准件的选用229.1装配图239.2零件图23总结28参考文献29致谢305摘 要本课题是以连接件制品为塑件模型，应用Pro/E软件进行注塑模具设计。介绍了注塑模具在加工工业中的地位及国内外的发展趋势，对零件工艺性进行了分析，并选择注塑机，进行参数校核后选用。详细介绍了注射模具浇注系统、成型零件、导向机构、温度调节系统和推出机构的设计过程，并进行了开模仿真。使用Pro/NGINEER软件进行模具设计可大大缩短设计和制造周期，提高产品设计准确性，降低设计成本。关键词：PRO/E 注塑模 注塑机ABSTRACT This topic is for plastic products, fittings, application model Pro/E injection mold design software. Introduced in the processing of injection mold industry at home and abroad and the development trend of the status of the component technology, are analyzed, and the injection parameters selection, after checking. Detailed introduces injection mould casting system, forming parts, steering mechanism, the temperature control system and of the design process, and the open imitate true. Using Pro/NGINEER software for mould design can greatly shorten the design and manufacturing cycle, improve product design accuracy, reducing cost.Keywords: PRO/E; plastic injection mold; plastic injection mold machine L24 ?Y 第一章 绪 论1.1模具在加工工业中的地位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。对模具的全面要求是：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公有制制品。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，模具的费用在制件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是三项重要因素，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，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。11.2 模具的发展趋势近年来，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以下几个方面：（1） 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2） 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3） 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，我国模具进出口之比为3.71，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。 注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。 本次毕业设计关于连接座零件的设计，根据国内外的现状以及需求选择了合适的方法和软件，对洗连接座零件的注塑过程进行了系统的分析和设计。第二章 零件工艺性分析2.1 塑件成型工艺分析此零件既有通孔又含侧孔，但这一类侧孔可直接在开模方向上成型，不需要侧抽芯，所以此套模具结构较简单，成型零件的设计型心的嵌入式处理，也不太复杂，根据零件的结构特点，模具的设计如图2-1、2-2、2-3所示。图2-1 动模部分图2-2 动模底座图2-3 定模部分连接座的注塑材料首选ABS，生产批量为中等批量。此零件既有通孔又含侧孔，但这一类侧孔可以直接在开模方向上成型，不需要侧抽芯，所以此套模具结构简单，成型零件的设计主要考虑型心的嵌入式处理，根据零件的结构特点，拟定如下工艺方案进行比较分析。分型面应设在零件截面最大部位，塑料包紧大型心并留在动模。塑件中等尺寸，批量不大，采用一模一件可以降低模具成本。采用轮辐式浇口，从塑件上端口进料加工简单、浇口容易去除、不影响塑件外观，模具结构简单。推出机构：由于此零件相对深度大，塑件包紧动模型心力很大，为了平稳顶出，在分型面处用推件板推出，这样塑件不易发生顶出变形。22.2 模具原料（ABS）的成型特性与工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。32.2.1 注射成型工艺过程（1）预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序（2）清理模具、涂脱模剂-合模-注射2.2.2 ABS的注射成型工艺参数（1）注射机：螺杆式（2）螺杆转速（r/min）：3060（选30）（3）预热和干燥：温度（C） 8085 时间 (h) 23（4）密度（g/ cm）:1.021.05（5）材料收缩率（）：0.30.8（6）料筒温度（C）：后段 150157 中段 165180 前段 180200（7）喷嘴温度（C）：170180（8）模具温度（C）：5080（9）注射压力（MPa）：70100（10）成形时间（S）：注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 50220（11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可（12）后处理：方法红外线灯、烘箱 温度（C） 70 时间（h） 242.3 ABS性能分析2.3.1 使用性能聚丙烯是热塑性塑料，耐腐蚀性和聚乙烯相似，且较优。除浓硝酸、发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数的有机和无机酸、碱、盐，也适于在室外大气中暴露（加入2炭黑的品种）。对应力腐蚀破裂的抗蚀性良好，但能被某些强有机溶剂破坏。它比重小，强度高于聚乙烯，常温下耐冲击性能良好，0以下则变差。耐温高性，在低于应力下可长期使用于110120，因此，广用于聚乙烯和聚氟乙烯不适用的较高温度的环境。加工成型方法和一般热塑性塑料相同，可制成管、槽、排烟道、实验室设备等，也可作这热喷或流化涂层。152.3.2 成型性能无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250 C左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取 5060 C，要求光泽及耐热型料宜取 6080 C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180230 C，注射压力为 100140 MPa，螺杆式注塑机则取 160220 C，70100 MPa为宜。易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1 以上。在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。2.3.3 ABS主要技术指标ABS的热物理性能见表2-1，力学性能见表2-2。表2-1 ABS的热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表2-2 ABS的力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 电气性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50852.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70C左右热变形温度约为93C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。第三章 注塑设备的选择除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，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数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。3.1有关塑件的计算体积 = 1.3502514104 mm3曲面面积 =9.7628856103 mm2密度 = 1.050000010-6 kg / mm3质量 = 1.417764010-2kg3.2注射机型号的选择根据塑件的体积初步选定为J54-S200/400螺杆式注射机合模方式： 液压机械标称注射量cm3: 200-400螺杆直径mm: 55注射压力105Pa: 1090注射行程mm: 160螺杆转速r/min: 16,28,48注射方式: 螺杆式合模力KN： 2540最大成型面积cm2 ：645模板最大行程mm: 260模具最大厚度mm: 406模具最小厚度mm: 1653.3注射机参数校核1、注射量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。6在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即V = nVz + Vj 或 M = nmz + mj式中 V（m）一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm或g）； n 型腔数目 Vz（mz）单个塑件的容量或质量(cm或g）。 Vj（mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或g）。故应使 nVz + Vj 0.8Vg 或 nmz + mj 0.8mg式中 Vg（mg）注射机额定注射量(cm或g）。根据容积计算 nVz + Vj =1.313.5=17.550.8Vg可见注射机的注射量符合要求2.塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系：nA1 + A2 Am式中 Am注射机允许使用的最大成型面积(mm2） 其他符号意义同前.注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。模具所需锁模力的计算 F=KAPm式中F-锁模力，NA-制品和流道在分型面上的投影面积之和，m2Pm-型腔的平均计算压力，PaK-安全系数，通常取K=1.1-1.2制品和流道在分型面的投影之和为A= nA1 + A2=8555+90=4765mm2=47.65 cm2, Pm取35Mpa.故F= 1.247.65x10-435106=200kN2540 KN符合要求。4.最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，pmax = 109Mpa,注射机成型时所调用的注射压力为64.22MPa , 符合要求。5.模具与注射机安装部份的校核喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：HminHHmax式中 Hmin注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax注射机允许的最大模厚。注射机允许厚度 165H406 符合要求。6.开模行程校核25开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：Smax s = H1 + H2 + 510mm式中 H1摧出距离（脱模距离）（mm）；H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。开模距离取 H1 = 30包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 =120余量取 8 则有： Smax s =30+120+8 符合要求。第四章 浇注系统的形式和浇口的设计 浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率。4.1 主流道和分流道的设计4.1.1主流道的设计主流道形式如图4-1所示。图4-1 主流道4.1.2分流道的设计分流道的形式如图4-2所示。（图中红色加亮部分） 图4-2 分流道4.2浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。浇口的主要作用是： 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； 易于切除浇口凝料； 对于多型腔的模具，用以平衡进料；浇口的面积通常为分流道面积的 0.03 0.09。浇口的截面有矩形和圆形两种。浇口长度约为 0.5 2 mm左右。浇口的尺寸一般根据经验公式确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。第二是点浇口。塑料注射时，在点浇口以高速注入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方便移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。4.2.1浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最厚处； 有利于塑料熔体的流动； 的利于型腔的排气； 考虑塑件受力情况； 增加熔接痕牢度； 流动定向方位对塑件性能的影响； 浇口位置和数目对塑件变形的影响； 校核流动比； 防止型芯或嵌件挤压位移或变形。此外，在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。浇口位置如图4-3所示（图中红色加亮部分）。图4-3 浇口第五章 成型零件设计5.1分型面的设计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艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。45.1.1分型面的形式本模具的主分型面与按钮模具一样是个平面，不同的是他多了两个通孔和一个侧孔，要想成功地用分型面将毛坯工件切割成型，就必须将纵向通过侧孔补起来。 本模具共设计了三个分型面，如图5-1、5-2、5-3所示。他们分别是：（1） 用于切割大型芯的第一分型面（2） 用于切割小型芯的第二分型面（3） 用于切割型腔的主分型平面（第三分型面）图5-1第一分型面 图5-2 第二分型面图5-3 第三分型面5.1.2 分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积的影响 对排气效果 对侧抽芯的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。5.2结构设计及其工作尺寸的计算构成模具型腔的零统称为 成型零件成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果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破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上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，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。55.2.1成型零件的选材模具中决定塑件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，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。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。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。1、凹模结构设计凹模是成型产品外形的主要部件。 其结构特点：随产品的结构和模具的加工方法而变化。 镶拼的组合方式的优点： 对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。组合式凹模简化了复杂凹模的机加工工艺，有利于模具成型零件的热处理和模具的修复，有利于采用镶拼间隙来排气，可节省贵重模具材料2、型芯结构设计整体嵌入式型芯，适用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，其他装配方法还有通孔螺钉联接式，沉孔螺钉所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定：塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。塑件的收缩率塑件成型后的收缩率与多种因素有关，通常按平均收缩率计算。=%=2%模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。第六章 合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。126.1机构的功用6.1.1 导向机构的功用、定位作用；、导向作用；、承载作用；、保持运动平稳作用。6.1.2 定位机构的功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。此模具为小型模具，对精度要求也不是很高，所以不需要用定位机构，可直接由导向机构定位。6.2导向结构的总体设计1、导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后变形；2、该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置；3、该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上；4、为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角；5、各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；6、在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏；7、当动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。206.3导柱的设计1、该模具采用带头导柱，且不加油槽；2、导柱的长度必须比凸模端面高度高出68mm；3、为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分；4、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为20；5、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6配合。导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合；6、导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m；7、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为55HRC以上或45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC以上。6.4导套的设计1、结构形式：采用带头导套（型），导套的固定孔与导柱的固定孔可以同时钻，再分别扩孔，以保证其配合精度；2、导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排出孔内剩余空气；3、导套孔的滑动部分按H8/f7或H7/f7的间隙配合，表面粗糙度为Ra0.4m。导套外径按H7/m6或H7/k6配合镶入模板；4、导套材料可用淬火钢或铜（青铜合金）等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱的硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。116.5导柱与导套的配合。如图6-1，6-2，6-3，6-4，6-5所示。图6-1导柱图6-2 导套图6-3 导柱导套组合第七章 脱模推出机构的设计1、 通常推杆装入模具后，其端面应与型腔底面平齐，或高出型腔底面0.050.10mm；2、为了保证塑件推出过程中不变型，不损坏，必须自信分析塑件对模具的包紧力喝粘附力的大小，选择合理的推出方式和退出为止，从而使塑件受力均匀。3、简单的推出机构：推杆推出机构；推管推出机构；退半推出结构；型腔推出机构；组合推出机构；4、推出机构的导向和复位：导向零件和复位零件；5、推出塑件的位置尽量设在塑件内部，以免推出痕迹影响塑件的外观质量；6、推杆与推杆固定板，通常采用单边0.5mm的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推杆的情况下，不因由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象；7、推杆的材料常用T8、T10碳素工具钢，热处理要求硬度HRC=50，工作端配合部分的表面粗糙度为Ra=0.8。13第八章 温度调节系统的设计8.1模具温度对塑件成型的影响模具温度对塑件质量、模塑周期都有影响，设计注塑模时要考虑加热系统和冷却系统的设计。88.2加热系统的设计8.2.1电阻加热形式本次设计采用电热棒加热。电热棒是一种标准的加热元件，它是由具有一定功率的电阻四合带有耐热绝缘材料的金属密封管构成。8.2.2电阻加热的计算P=mCp2-1/3600UT=10KW式中P加热模具所需要的总功率KW M模具的质量KG Cp模具材料的比热容KJ/KG.K 2模具要求加热到得温度 1模具的初始温度 U化热元件的效率，约为0.3-0.5 T加热时间h8.3冷却系统的设计冷却通道的大致有直通式、循环式、喷流式、隔板式、间接式、圆周式、螺旋式、以及复合式多种形式，一般的冷却通道的布置是随塑件的形状和模温要求来设计的，对于不同形状的塑件，冷却水道的位置与形状不同。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。根据牛顿冷却定律，冷却系统从模具中带走的热量为Q=kAt/3600=1.17757200/3600=847J式中：Q模具与冷却系统所传递的热量（J）。 k冷却管道孔壁与冷却介质间的传热系数J=1.1-1.2/(m2*h*)。 A冷却介质传热面积（m2）。 模温与冷却介质之间的温度差（5）。 t冷却时间（S）。由式中可知，当所需传递的热量不变时，可通过提高传递系数k，提高模具与冷却介质温度差及增大冷却介质的传热面积A等三种方法来缩短冷却时间，提高生产效率。8第九章 模架的确定和标准件的选用模架尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其时对大型模具，这一点尤为重要。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫快不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。8模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。9.1装配图图形如图9图9-1 连接座的注塑模9.2零件图1、定模固定板（定模座板）主流道衬套固定孔与其为H7/m6过渡配合；图9-2定模固定板2、定模板上面的型腔为整体式；有四个型芯固定孔；其导柱固定孔与导柱为H7/m6过渡配合。如图9-3所示。图9-3定模板3、动模固定板用于固定型芯（凸模）、导套。为了保证凸模或其它零件固定稳固，固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或Q235A制成。12如图9-4所示。图9-4 动模固定板4、动模板其上的推板导柱孔与导柱采用H7/m6配合。如图9-5所示。图9-5 动模板5、支承板垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用45钢，经热处理235HB或50钢、40Cr、40MnB等调质235HB，或结构钢Q235Q275。还起到了支承板的作用，其要承受成型压力导致的模板弯曲应力。如图9-6。12图9-6支承板6、垫块1、主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。2、结构型式：平行垫块（该模具采用平行垫块）。3、垫块的高度计算：h垫块=h推出距离+h推板+h推杆固定板+= 50（mm）4、模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。如图9-7所示。图9-7垫块7、推杆固定板如图9-8所示：图9-8 推杆固定板总 结 经过三个月对连接座模具的设计，对注塑模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解。此过程中遇到过不少困难，不过通过老师和同学的帮助也都迎刃而解，并留下深刻印象，对今后解决此情况铺垫了道路。 在对连接座进行分模的过程中，选好分型面十分重要，可能是PTO/E软件本身的问题，在选对分型面的情况下还是没办法正常对模具进行分模，通过老师的指导，最终顺利解决。之后的设计及操作比较顺畅，最终连接座的模具设计圆满完成。通过此次的课程设计，发现自己在模具设计方面的知识欠缺甚多，制作的过程同样也是学习的过程，再次期间翻阅的不少参考书籍，查阅了不少设计方案和材料，受益匪浅。同学的建议和老师的辅导对此次设计的成功完成起到十分重要的作用，这三个月过来，更加加深了和周围同学之间的感情总之，此次的设计过程遇到过困难而又充满挑战，丰富而又多彩，成功过、失败过，路途的艰辛换来最后的欢笑，最重要的还是自己学到了更多的知识，为今后的学习和工作奠定了基础。参考文献1 唐志玉.塑料模具设计师指南J.北京：国防工业出版社.1996.6.2 许鹤峰，陈言秋.注塑模具设计要点与图例M.化学工业出版社.1999.73 陈孝康，陈炎嗣，周兴隆.实用模具技术手册.中国轻工业出版社.2001.14 四川大学，北京化工大学，天津轻工业学院.塑料成形模具M.中国轻工业出版社.1982.65 周炳尧等.模具设计与制造简明手册J.上海：上海科学技术出版社.1996.66 廖念钊等.互换性与技术测量M.北京：中国计量出版社.1991.107 保修成.高分子工程材料M.北京航空航天大学出版社.1992.58 中国机械工业协会热处理分会.热处理工程师手册J.机械工业出版社.1999.5 9 黄圣杰等.PRO/EGNGINEER2001高级开发实例D.电子工业出版社.2002.210 严烈.PRO/ENGINEER2000iNC加工实例宝典D.冶金工业出版社.2001.611 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2模具设计D.北京大学出版社.2001.812 林清安.PRO/ENGINEER 2000i2零件设计实务D.北京大学出版社.2001.413 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