基于ug的斜三通注塑模设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘 要本设计主要是斜三通的注射模具设计。通过斜三通塑料塑件进行工艺及其结构的分析，从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、注射机的选择及有关参数的校核都有详细的设计。介绍了斜三通注塑模具的结构组成及工作原理。该模具一模一腔,采用斜导柱和侧滑块抽芯机构,结构合理,运行可靠。通过模具设计表明该模具能达到斜三通的质量和加工工艺要求。关键词：斜三通；注塑模具；侧型芯滑块；斜导柱；UGAbstractThis paper mainly applies to injection mold of diagonal tee connector. It analyzes the process and structure through plastic parts. It gives detailed design on the injection system of molds, the structure of molding part, push-off system, selection of injector from the perspectives of product workmanship and specific mold structure. The mould features as one mould with one cavity, adopting slanted guide pillar side core-pulling mechanisms, reasonable structure and reliable working. It is to prove the mold can satisfy the quality and process requirements of the Diagonal Tee Connector through the design.Key words： Diagonal tee connector；Plastic injection mould；Slide core-slide；Slanted guide pillar；UG目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 塑料模具的定义11.2 塑料模具产业在中国经济中的地位11.3 中国塑料模具产业的发展历程1第2章 塑件成型工艺的可行性分析32.1 设计任务书32.2 塑件分析32.3 塑件的原材料分析42.4 成型工艺分析52.4.1 脱模斜度52.4.2精度等级6第3章 方案设计73.1 浇注系统的设计73.1.1 浇注系统的作用73.1.2 浇注系统的组成73.1.3 主流道设计83.1.4 主流道衬套的固定93.1.5 浇口设计93.2 分型面的设计103.2.1 分型面的分类103.2.2 分型面的分类及选择原则103.2.3 分型面的确定103.3 型腔的分布103.3.1凹模的结构设计113.3.2 凸模的结构设计113.3.3 厚度计算123.3.4 型腔、型芯尺寸的确定133.4 注射成型机的选择与成型腔数的确定163.4.1 计算零件体积和投影面积163.4.2 根据体积选择注射机163.4.3 根据塑件的计算体积，选择设备型号规格163.4.4 注塑机的校核183.4.5 成型腔数的确定193.5 排气系统的设计193.5.1 排气不良的危害193.5.2 排气系统的设计方法193.6 脱模机构的设计203.6.1 导向机构的作用和设计原则203.6.2 脱模力计算203.6.3 导柱、导套的选择213.6.4 导向孔的总体布局223.6.5 脱模推出机构的确定223.6.6 推杆横截面直径的确定233.6.7 推杆的形式233.6.8 推板机构的设计要求243.6.9 推板导柱导套的结构设计253.7 侧向分型与抽芯机构的设计263.7.1 斜导柱抽芯机构设计原则263.7.2 抽芯机构的确定263.7.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算263.7.4 导滑槽的设计313.7.5 锁紧块323.8 冷却系统设计333.8.1 冷却系统的设计原则333.8.2 温度调节对塑件质量的影响343.8.3 对温度调节系统的要求343.8.4 冷却装置的设计要点343.8.5 冷却系统的计算34第4章 模具的安装374.1 模具的安装与调试374.2 模具工作原理37结 论38参考文献39致 谢4175第1章 绪论1.1 塑料模具的定义模具是通过调整自身内部形状来控制生产对象的尺寸和形状的装置。塑料模具，在生产塑料产品过程中与塑料成型机相配套，赋予塑料产品以完整结构和准确尺寸的工具。1.2 塑料模具产业在中国经济中的地位塑料模具是工业生产中的常见工艺加工方式。发展我国的塑料模具产业，逐渐受到人们的高度重视。在生活中，绝大多数的生活用品都是通过模具成形方式来进行生产加工的。塑料模具生产的产品体现出的高精度、高复杂程度、低消耗、低成本、高生产率以及能够大批量的生产，是其他加工制造方法所不能相提并论的。在塑料模具行业里，模具被称为“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，其价值通常是自身价值的数倍。模具生产技术的先进与否，已成为衡量一个国家的产品制造水平高低的重要标准，在很大程度上决定着产品的质量、效益以及新产品的开发1。 模具产业是中国经济的基础产业，随着塑料模具产业的发展，塑料注塑模已经成为制造塑料产品的最主要手段之一。其中注塑模工艺在塑料模具中应用最大，涉及面广，占整个塑料成型模具生产的50%以上2。同时注塑模CAD/CAE/CAM技术可以有效的提高注塑成型效率和质量。我国的塑料模具加工，朝着大型、复杂、精密的方向发展。塑料模具工艺已经成为现代工业生产的重要手段，在多种成型工艺之中，最具有潜力的发展方向，已经成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标准，而其中的注射模具方向更是模具产业的重要组成部分3。以上这些，都充分证明了中国对发展塑料模具产业的关注和支持。1.3 中国塑料模具产业的发展历程中国塑料模具产业起步较晚，但近几年来发展十分迅速，在解决国内市场需求的同时，也导致了中国塑料产品市场的竞争加剧，尤其是在中国加入国际市场之后，外资塑料模具产品大量涌入国内塑料产品市场，中国企业要想在激烈的塑料产品市场竞争中占据一席之地，发展塑料模具的标准件、实施模具的专业化生产迫在眉睫4。推广塑料模具标准件的使用，对缩短模具设计和制造的周期、降低塑料模具生产的成本、提高塑料模具的产品质量起到积极的作用，同时对中国塑料模具产业具有战略性的意义。如果能够实现模具标准件的专业化生产和商品化供应，将能够极大地促进我国塑料模具产业的发展5。如能全国性的推广塑料模具标准件的使用，可以缩短整个模具设计制造周期2030，同时可以极大的避免因塑料生产厂家因自制塑料模具件而造成的各种浪费6。通过模具CADCAM技术来设计、开发塑料模具已经成为塑料模具生产的主流方式。而推广塑料模具的标准件，能够实现绝大部分资源的共享，这会极大的减少塑料模具设计、开发的工作量与工作时间。同时，发展CADCAM技术对提高塑料模具的精密度具有重大的意义7。以往的塑料模具即便仅仅损坏了一个零部件，也会导致整个塑料模具的无法使用。同时，由于使用的不是标准件，塑料模具市场中很难有相配的产品，只能选择去生产厂家进行更换损坏零部件，造成极大的浪费8。如果全国范围内使用和推广标准件，就可以十分便捷的维修、更换，这将极大的提高塑料模具的使用寿命。现在，中国塑料模具企业和国家有关机构已认识到全国范围内推广塑料模具标准化的使用的重要性。当前，中国涌现出了一批有较大生产水平和生产规模的塑料模具标准间企业，进而为发展中国大型、精密塑料模具奠定了基础9。虽然中国塑料模具产业有了显著的提高，但是，与国外发达国家塑料模具技术水平相比，依然有较大的差距。中国塑料模具产业的发展依旧需要走很长的一段路4。第 2 章 塑件成型工艺的可行性分析2.1 设计任务书（1）塑件制品名称：斜三通；（2）塑料原料：UPVC（硬聚氯乙烯）；（3）收缩率：0.1%-0.5%。2.2 塑件分析根据设计任务书可知，斜三通的尺寸规格如图2-1示。斜三通是一种日常生活中常见的民用塑料产品，其广泛应用于建筑行业。根据设计任务书可知，斜三通塑件的材料为UPVC（硬聚氯乙烯），此塑料模具的浇注系统设计时，应采用粗短型，同时，设计进料口的截面时，应采用较大型，而溶料的流程，采用：直接浇口的方式11。根据斜三通塑件的结构和特点，设计斜三通塑料模具应采用：上下开模，侧抽芯（三向），通过滑块上的型芯来定型。同时为了使斜三通塑料模具与塑料注射机相匹配，来提高生产效率和经济性、保证斜三通塑件的精度，并考虑到斜三通塑料模具设计时应该确定合理的型腔数目，所以斜三通塑料模具选用：一次开模、一模一腔。图2-1 斜三通塑件图图2-2 斜三通UG建模单型腔塑料模具的特点：生产的塑件精度高；生产的工艺参数方便控制；塑料模具的结构简洁；塑料模具的制造成本低，周期短。但是，塑件成型的生产效率低、生产的成本高。单型腔的塑料模具常用在生产的塑料塑件偏大、塑料塑件的精度要求偏高时，或者小批量生产塑料塑件及塑料塑件的试生产12。多型腔塑料模具的特点：塑件成型的生产率高，成本低。但是，生产的塑件产品精度偏低，同时工艺参数难以控制。塑料模具的结构复杂；塑料模具的制造成本偏高、周期长。多型腔塑料模具常用在大批量、长期生产的小型塑件4。通过图2-2，可以看出斜三通塑件有侧孔，在设计模具时应注意，针对这种结构，要用楔块和斜导柱的配合来实现型芯的运动。2.3 塑件的原材料分析斜三通塑件的原材料为UPVC（硬聚氯乙烯），其价格便宜,应用广泛由于UPVC的化学稳定性较高，通常使用在生产抗腐蚀管道、管件，输油管，离心泵和叶轮等。UPVC硬板广泛用于化学工业上制作各种贮槽的抗腐蚀材料，建筑物的隔离板、塑窗、墙壁的装饰物等建筑材料13。 UPVC材料的基本特性：聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，是线型分子结构，非结晶型的高分子聚合物，其可溶性和可熔性较差，高温加热后的塑性也很差，所以，纯聚氯乙烯不能直接用作塑料，一般都应加入添加剂在聚氯乙烯树脂中加入少量的增塑剂，可制成UPVC（硬质聚氯乙烯），而软质聚氯乙烯树脂中则含有较多的增塑剂，起塑性，流动性比硬质聚氯乙烯好14。纯聚氯乙烯加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为1.21.5g/cm3。 UPVC材料的成型特点：聚氯乙烯成型性能较差，又是热敏性塑料，在成型温度下容易分解放出氯化氢。因此，在成型时，必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制温度及溶体的滞留时间。应采用带预塑化装置的螺杆式注射成型。模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置10。通过查阅文献确定本模具的注射参数如表6：表2-1 硬聚氯乙烯U-PVC物理性能和成型参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度6070成型时间/s注射时间1560保压时间05时间2h冷却时间1560总周期40130料筒温度/后段140160螺杆转速/（r/min）2030中段165180前段170190喷嘴温度/170 190后处理方法红外线灯烘箱模具温度/3060温度/70注射压力/MPa0.81.3时间/h242.4 成型工艺分析2.4.1 脱模斜度表2-2 塑料的常用脱模斜度制品斜度聚酰胺通用聚酰胺增强UPVC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由于斜三通塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯以及型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度11。制品上内孔深度较深，为便于脱模，应设计足够的脱模斜度，否则会发生脱模困难，本设计内孔脱模斜度都为0.5。2.4.2 精度等级影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度7。我们取IT10级精度。IT8=0.72mm。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1PS345ABS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 10456氯化聚乙醚PVC硬3POM567PPPE低密度4PVC678PE高密度第3章 方案设计3.1 浇注系统的设计3.1.1 浇注系统的作用浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时一般遵循以下原则：重点考虑模具型腔的布局，包括以下几个方面8：（1）重点注意模具型腔布置的平衡，进而设置平衡式分流道，型腔的布置与浇口开设的部位应该对称，避免模具因承受偏载而产生溢料的现象，尽量紧密的排列型腔，以便减小模具的外形尺寸；（2）减小热量和压力的损失，因此浇注系统的流程应该尽量的短，截面尺寸应尽可能大，弯折应该尽量的少，同时应该保证表面粗糙度足够的低；（3）均衡进料，劲量保证塑料熔体在最短时间内充满整个型腔的角落，所以，分流道应尽可能的采用平衡式布置；（4）减少塑料的浪费，在保证满足充满各型腔的前提下，浇注系统的容积应尽可能的小，以减少塑料原料的浪费；（5）消除冷料，模具的浇注系统可以收集温度较低的冷料，防止其进入型腔，影响塑件质量；（6）排气良好，浇注系统可以完全的引导塑料熔体充满整个型腔，使模具型腔内的气体能全部排出；（7）防止塑件出现缺陷，避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象；（8）保证生产塑件的外表质量，同时依据塑件的大小、形状和技术要求，保证浇口取出的便捷，同时浇口的痕迹不影响塑件的外表质量。3.1.2 浇注系统的组成浇注系统组成是：主流道、分流道、浇口、冷料穴15。3.1.3 主流道设计 选用直接浇口，开在定模上。由于浇口尺寸大、熔体压力损失小、流体阻力小、进料快、容易成型、适用于任何塑料，常用于成型单腔模，大而深的壳体制品。材料选用T8A，热处理硬度为HRC5055。 图3-1 浇口套D=d+(L+R)tg （3-1）式中 喷嘴直径（mm） 喷嘴球半径（mm），取d10.06 mm，取，取R=11 mm 将d，R，L，代入式（3-1）得：16.65 mm3.1.4 主流道衬套的固定选用型定位圈，材料45钢，热处理4348HRC10。具体固定形式如图3-2示。图3-2 定位圈3.1.5 浇口设计浇口是分流道和型腔之间连接的一段细短流道（除直接浇口外），是塑料熔体进入型腔的通道。它是浇注系统的主要环节。浇口的位置、数量、形状及尺寸对塑件的成型性能及成型质量影响很大。合理选择浇口的位置是提高塑件质量的重要环节，浇口位置不同，也将直接影响模具的结构。因为直接浇口被广泛采用且生产效率好，容易实现，尤其适用热敏性及高粘度材料，故浇口采用直接浇口6。如图3-3示。 图3-3 Mode flow浇口位置分析3.2 分型面的设计3.2.1 分型面的分类实际的模具结构基本上有三种情况：（1）型腔：完全在动模一侧；（2）型腔：完全在定模一侧；（3）型腔：各有一部分在动定、模中。3.2.2 分型面的分类及选择原则分型面的选择不仅关系到塑件的正常成型和脱模，而且设计末句结构和制造成本。一般来说，分型面的总体选择原则有以下几条；（1）分型面的选择在塑件外形的最大轮廓处；（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求；（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；（5）分型面的选择应有利于排气。3.2.3 分型面的确定鉴于以上的要求，在该模具中分型面设在塑件截面尺寸最大的部位，如图3-4示。图3-4 分型面的确定3.3 型腔的分布 模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H形排列、直线排列、对称排列及复合排列等。该模具涉及三侧面抽芯，结构较为复杂，综合考虑模具设计为一模一腔，模具位于模板上的位于中心位置。3.3.1凹模的结构设计图3-5 凹模示意图凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。由于该模具结构相对复杂，又属于中小型模具，外表面又要求一般，所以凹模板采用镶嵌式。3.3.2 凸模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体，大、中型模具采用镶拼组合式。由于该塑件是三向抽芯，两头大中间小，侧壁有孔，所以采用镶拼组合式型芯。凸模的分割形式如图3-6示。图3-6 凸模示意图3.3.3 厚度计算（1）侧壁计算：把型腔看作圆形型腔A刚度计算 （3-2）式中 r 凹模型腔内半径（mm）凹模侧壁厚度（mm）P模腔压力（MPa） （常取2545MPa）泊松比（由于材料选用38CrMoAl,所以值为0.250.3） E弹性模量（MPa）（E取210MPa） mmB强度计算 (3-3)式中 材料许用应力（MPa） mm（2）底板厚度A刚度计算 （3-4）式中 凹模底板厚度（mm）P模腔压力（MPa）E弹性模量（MPa）凹模型腔内半径（mm）成型零件的许用变形量（mm）=22.15 mmB强度计算代入公式3-3中，得=20.18 mm3.3.4 型腔、型芯尺寸的确定查阅文献6得，1.5，0.6平均收缩率 由文献6查得，该塑件为5级精度，按该精度等级查到尺寸.表3-1 塑件精度基本尺寸L公差数值50650.46801000.601001200.681201400.762002251.102803151.40成型零件得制造公差,一般取塑件公差得1/31/6，对中小型塑件取对大型塑件取。（1）型腔径向尺寸： （3-5）式中 塑料平均收缩率 塑件公差（mm）成型零件制造公差（mm）修正系数，一般为1/23/4，公差值大取小值型腔径向尺寸（mm）塑件外形基本尺寸（mm）mm，取1/2，1/6mmmmmmmm（2）型腔高度： （3-6）式中 型腔高度（mm） 塑件高度基本尺寸（mm） 修正系数，一般为1/21/3，当制品尺寸较大，精度较低时取小值，反之取大值。 mm取1/2，按1/6代入公式，得： mm mm mm（3）型芯径向尺寸： （3-7）式中 型芯径向尺寸（mm） 塑件内形基本尺寸（mm） mmmmmm mm（4）型芯高度： (3-8)式中 型芯高度（mm） 塑件孔深基本尺寸（mm） mm mm mm mm3.4 注射成型机的选择与成型腔数的确定3.4.1 计算零件体积和投影面积（1）制品的体积估算把45斜三通管分为三部分，三段直径为127mm的端部为,主干直径为110.4mm部分为，分支直径为110.4mm部分为。 691585.86 mm 292425.46 mm 204067.66 mm mm3（2）投影面积计算AsS1+S2=43319.54 mm2Aj mm23.4.2 根据体积选择注射机形式 (3-9) 1485098.73 mm3 1485.10 cm3由此确定是用卧式螺杆式（其容量60cm3）。3.4.3 根据塑件的计算体积，选择设备型号规格注射机额定注射量 (3-10)式中 n型腔数浇注系统重量（g）塑件重量（g）注射机额定注射量（g）估算浇注系统的体积，根据浇注系统初步设计方案选择直接浇口1952.82 mm32 cm3则浇注系统塑料重量g式中 塑料容重 g由于模具型腔数选择为1个，即n1，所以g根据计算的结果，查阅文献11，并依据塑料注射机技术规格选用SZY-2000型注射机。 表3-2 SZY-2000型注射机的参数型号SZY-2000型注射机螺杆直径（mm）110最大理论注射量 （cm3）2000注射压力（MPa）135最大模具厚度（mm）800最小模具厚度（mm）500锁模力（k N）6000模板行程（mm）750注射时间（s）4注射行程（mm）2803.4.4 注塑机的校核（1）最大注塑量校核 材料的利用率为1485.10/20000.74，符合注塑机利用率在0.30.80的要求。（2）注射压力的校核 所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，UPVC塑件的注塑压力一般要求为100150MPa，SZY-2000型注射机的注塑压力为135MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。（3）锁模力校核 当高压塑料熔体充满整个型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，胀模力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影与型腔压力的成积。为了保证模具的正常使用，胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔的压力Pc可按下式粗略计算：Pc=KP （3-11）式中 Pc型腔压力（MPa）P注射压力（MPa）K压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取。Pc=KP=0.37135=49.95 MPa型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： TK Pc A （3-12）式中 T注塑机的额定锁模力（kN）A塑件和流道系统在分形面上的投影面积（mm2）K安全系数，通常取1.11.2K Pc A=4338.316 kN所以T=6000kN K Pc A成立，即该注塑机的锁模力符合要求。（4）模具安装尺寸校核模具安装固定有两种：螺钉固定、压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具多采用此法），模具动定模板上的螺孔及其间距，必须和注塑机的模板台面上所对应的螺孔保持一致；采用压板固定时（中、小型模具多用此法），只要保证在模具的固定板附近有螺孔即可，有较大的灵活性；该模具采用压板固定。（5）开模行程的校核开模取出塑件产品所需的开模的距离必须满足小于注塑机的最大的开模行程。对于单分形面的注塑模具，其开模行程按下式校核：SH1+H2+（510）（mm） （3-13）式中 S注塑机的最大行程，此塑料模具中为750（mm）H1塑件的脱模距离，此塑料模具中为10（mm）H2包括流道在内的塑件高度，此塑料模具中为232.5（mm）所以上式成立（750242.5），即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该注塑机（SZY-2000型注射机）符合要求。3.4.5 成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： （3-14）=1.3式中 N型腔数S注射机的注射量（g）W浇浇注系统的重量（g）W件塑件重量（g）因为，N=1.323，否则斜导柱无法带动滑块运动；（5）滑块完成抽芯运动后，仍停留在导滑槽内，留在导滑槽内的长度不应小于滑块全长的2/3，否则，滑块在开始复位时容易倾斜而损坏模具；（6）防止滑块和推出机构复位时的相互干涉，尽量不使推杆和活动型芯水平投影重合。（7）滑块设在定模的情况下，为保证塑料制品留在定模上，开模前必须先抽出侧向型芯，最好采取定向定距拉紧装置16。3.7.2 抽芯机构的确定由于该模具比较简单，抽芯力不大，故采用斜导柱外侧抽芯机构。3.7.3 斜导柱抽芯机构的有关参数计算此模具中有三根斜导柱且长度相差不是很大，为设计和生产方便同时也为了降低了生产成本本次计算全部按最长的斜导柱为主17。（1）抽拔力计算A长斜导柱 （3-21）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由塑件收缩形成的单位正压力，一般取812 MPa摩擦系数，取0.10.2脱模斜度 mmh=128 mmq=12 MPa NB短斜导柱H=65 mmN（2）抽芯距S抽芯距指型芯从成型位置抽至不妨碍脱模的位置时，型芯或滑块在抽芯方向所移动的距离。查阅文献6，抽芯距的计算公式为型芯从成型位置抽至不妨碍脱模位置再加上35 mm余量，这里取3 mm，按磨具中最长的型芯来计算其长度为218 mm故抽芯距为221 mm，短斜导柱S65368 mm。（3）斜导柱倾斜角的确定斜导柱的倾斜角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了抽芯距离和斜导柱的长度，更重要的是它决定着斜导柱的受力状况18。斜导柱受到的抽拔阻力和弯曲力的关系如图所示（不考虑斜导柱与滑块的摩擦力）。图3-13 斜导柱受力图 图3-14 抽芯距的计算 Q=P cos （3-22）式中 P1开模力 Q抽拔阻力 P斜导柱所受的弯曲力由上式可以看出，当所需的抽拔力确定以后，斜导柱所受的弯曲力P与cos成反比，即角增大时，cos减小，弯曲力P也增大，斜导柱受力状况变坏。另外，从抽芯距S与角的关系来看，如图8-14所示。S=H tg=L sin （3-23）式中 L斜导柱的有效工作长度当S确定以后，开模行程H及斜导柱工作长度L与成反比，即角增大，tg也增大，则为完成抽芯所需的开模行程减小，另外，角增大时sin增大，斜导柱有效工作长度可减小。综上所述，当斜导柱倾斜角增大时，斜导柱受力状况变坏，但为完成抽芯所需的开模行程可减小；反之，当角减小时，斜导柱受力状况有所改善，可是开模行程却增加了，而且斜导柱的长度也增加了。这会使模具厚度增加。因此，斜导柱倾斜角过大或过小都是不好的，一般角取1020，最大不超过25。对于该模具，由于抽拔力不大，但抽芯距离较大故选择较大倾角，综合考虑斜导柱的倾斜角取=20。（4）斜导柱尺寸计算图3-15 斜导柱长度示意图由于抽芯方向与模具安装平面平行。 （3-24）式中 S 抽芯距（mm） 斜导柱工作部分长度（mm）斜导柱安装角度 H抽芯距为S时所需开模行程（mm）代入，得 mm mm（6）斜导柱的直径计算A长斜导柱 N所受正压力N： N直径d: mm取d=40mm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：mm取L720mmB短斜导柱： N所受正压力N： N直径d: mm取d=20mm长度计算： mm取L263mm滑块是斜导柱机构中的可动零件，滑块与侧型芯既可做成整体式的；也可做成组合式的，由于该塑件抽芯距离较大，故选择滑块与侧型芯做成组合式。滑块和导柱的配合精度为H7/h7。滑块的结构如图3-16示。 图3-16 滑块3.7.4 导滑槽的设计斜导柱驱动滑块是沿着导滑槽移动的，故对导滑槽提出如下要求：（a）滑块在导滑槽内运动要平稳；（b）为了不使滑块在运动中产生偏斜，其滑动部分要有足够的长度，一般为滑块宽度的1.5倍以上；（c）滑块在完成抽拔动作后，仍留在导滑槽内，其留下部分的长度不应小于滑块长度的2/3，否则，滑块在开始复位时容易发生偏斜，甚至损坏模具；（d）滑块与导滑槽间应上、下与左、右各有一对平面呈动配合，配合精度可选H7/g6或H7/h7，其余各面均应留有间隙；（e）导滑槽应有足够的硬度（HRC5256）。基于以上要求，该模具开模行程较大，故导滑槽采用嵌入式，形状采用丁字形，其结构及与滑块的配合如图3-17示： 图3-17 导滑槽与斜滑块配合示意图导滑槽的长度应为侧滑快的高度再加上抽芯距即为：170+221=391 mm导滑槽结构形式如下图：图3-18 导滑槽3.7.5 锁紧块锁紧块的斜角应1导柱的倾斜角。一般1=+（23）。这样在开模时锁紧块能很快离开滑块的压紧面，避免压紧块与滑块间摩擦过大。另外，合模时，只是在接近合模终点时，锁紧块才接触滑块，并最后压紧滑块，使斜导柱与滑块的斜孔壁脱离接触，以免注射时斜导柱受过大的力18。锁紧块的结构形式锁紧块设在模板外，采用螺钉固定的形式。其结构和固定形式如下图所示：图3-19 楔紧块的结构图3-20 楔紧块固定形式3.8 冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和粘模；温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种19。一般注塑到模具内的塑料温度为 200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。该设计塑件材料为 PVC，在注塑成型时，黏度低，流动性好，要求模具温度（一般低80）较低，用常温水对模具进行冷却。由于该模具的模温要求在80以下，有是小型模具，所以无需设置加热装置，仅需要设置冷却系统即可6。3.8.1 冷却系统的设计原则（1）冷却回路数量应尽量多，冷却通道孔径要尽量大；（2）冷却通道的布置应合理；（3）冷却回路应有利于降低冷却水进、出口水温的差值；（4）冷却回路结构应便于加工和清理；（5）冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等；（6）冷却水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的精度。3.8.2 温度调节对塑件质量的影响（1）采用较低的模温可以减小塑料制品的成型收缩率；即收缩率小，变形小，尺寸稳定，机械强度高，耐应力开裂性好和表面质量好；（2）模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减小塑件的变形，其中均匀一致的模温尤为重要20。3.8.3 对温度调节系统的要求（1）根据选用的塑料品种，确定温度调节系统是采用冷却方式还是加热方式；（2）希望模温均匀，塑件各部分同时冷却，以提高生产率和塑件质量；（3）采用较底的模温，快速、大流量通水冷却一般效果比较好；（4）温度调节系统要尽量做到结构简单，加工容易，成本低廉。3.8.4 冷却装置的设计要点（1）冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却也就愈均匀；（2）水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔形状相吻合；（3）塑件局部壁后处，应加强冷却；