面罩支座注塑成型工艺与模具设计-毕业论.doc

本科毕业设计（论文） 面罩支座注塑成型工艺与模具设计学 院 材料与能源学院 专 业 材料成型及控制工程 （材料加工控制及信息化方向）年级班别 2011级（1）班 学 号 3111006697 学生姓名 周国豪 指导教师 郭强、程永奇 2015年 5 月设计总说明塑料注射模是成型塑料的一种重要工艺。通过面罩支座注射模具设计,能够基本地、全面地了解注射模具设计的基本原则、方法。在模具结构设计过程中，我提出各种不一样的成型的方案，并与老师探讨，对方案进行了比较。在比较的过程中，发现大量的问题，也了解模具设计的要求和基本原则，最后在查阅大量书籍的帮助下完成没一个数据的选择。在设计中分析了面罩支座的工艺特性，并介绍了ABS材料成型工艺特点、成型过程、开模过程。同时，分析了模具结构与计算，掌握如何设计一个完整的模具结构。通过本次设计，能较为熟练的使用AutoCAD、UG等软件进行模具辅助设计,提高自己的计算机绘图能力。本次毕业设计充分地为今后从事模具设计行业打下了扎实的基础。本次主要设计是对面罩支座注射模的设计, 重点对塑件的成型原理、材料的选用和注射技术进行分析。通过前期指导老师安排的任务，我先对任务书进行了分析了解，并查阅了大量的书籍、手册和文献，对模具有了一定的了解并且清楚自己的所要完成的任务量。通过对制品的了解，要满足制品大批量生产、高精度、外形复杂等要求，我首先主要把时间花费在确定所需的模塑成型方案、制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构等。既然以实际生产为目的，设计涵盖注塑模具的主要系统包括有注射机、浇注系统、排气系统、冷却系统、顶出系统、导向系统等。对于要实际生产的模具，我们考虑的东西还有很多，为此我积极询问我的指导老师关于现实工厂中模具的生产过程及可能遇到的问题。设计时，尝试使用了滑块与斜滑块组合侧向抽芯机构，减少了模具的复杂性。设计时参考了以往注射模具的设计经验，并结合制品的实际要求，通过简化设计结构、优化各个系统性能，尽最大限度实现模具美观、实用性高、长的使用寿命、短的生产周期和良好的经济性能。关键词：塑料注射模；滑块；计算机绘图AbstractPlastic injection molding is an important process of molded plastic. By mask bearing injection mold design, to basic and fully understand the basic principles of the injection mold design and methods. In the mold design process, I propose forming a variety of different programs, and explore with the teachers, the program were compared. In the process of comparison, we found a lot of problems, but also to understand the requirements of the mold design and basic principles, not a choice to finalize the review of data with the help of numerous books. In the design process of analyzing the characteristics of the mask bearing, and describes the characteristics of ABS material molding process, the molding process, mold process. At the same time, the mold structure analysis and calculation, learn how to design a complete mold structure. Through this design, can be more adept at using AutoCAD, UG and other software for mold-aided design, computer graphics to improve their skills. The graduation project for the future fully engaged in mold design industry has laid a solid foundation. The main design is a mask bearing injection mold design, with emphasis on the principles of plastic parts molding, material selection and injection techniques for analysis. Pre-arranged through the task of the instructor, I first analyze the mission statement of understanding, and access to a lot of books, manuals and documentation, to mold a certain amount of understanding and clear their task to be accomplished. Through the understanding of products, to meet the high-volume products, high-precision, complex shape, etc., I am first and foremost to spend time to determine the required molding solutions, selection and processing of products, sub-surface, cavity The number and arrangement, forming part of the structure and the like. Since the actual production for the purpose of covering the main system design including injection mold injection machine, pouring system, exhaust system, cooling system, the top of the system, the guide system. For going to the actual production of the mold, there are many things that we consider, and I asked my instructor positive about reality mold factory production process and the problems you may encounter. Design, try using a slider and slider combination oblique lateral pulling mechanism, reducing the complexity of the mold. Reference design injection mold design experience in the past, combined with the practical requirements of products, by simplifying the design of the structure, optimize the performance of each system, to achieve maximize mold beautiful, practical, long service life, short production cycles and good economic performance. Key words：plastic injection molding,slider,computer graphics目 录引言11 绪论21.1 模具概述21.1.1 模具种类21.1.2注射模具概述21.2 课题的目的及意义31.3课题的主要内容和工作方法31.4解决的重点问题与创新42 塑料制品分析52.1 明确制品设计要求52.2 明确制品批量62.3 材料选择及性能62.4 计算制品的体积和质量73 注射机及成型方案的确定83.1 注射机的确定83.2 成型的原理94 型腔数的确定及分型面的选择104.1 型腔数的确定104.2 分型面的选择104.3确定型腔的排列方式104.4标准模架的选用115 成型零部件的设计与计算13 5.1 凸模设计135.2 凹模的设计135.3 成型零件工作尺寸的计算146 浇注系统的设计166.1浇注系统设计的原则166.2主流道设计167 排气与冷却系统的设计187.1 冷却系统设计的原则187.2 冷却水路的计算187.3 排气系统的设计218 顶出与抽芯机构的设计238.1 推杆复位装置248.2 滑块抽芯机构的选择258.2.1滑块脱模结构设计258.2.2滑块脱模机构运动分析、强度设计289 合模导向机构的设计329.1 导向、定位机构的主要功能329.2 导向机构的设计329.2.1 导柱的设计329.2.2 导套的设计3310 注射机与模具各参数的校核3410.1 工艺参数的校核3410.2 模具安装尺寸的校核3510.3 开模行程的校核3811模流分析3911.1注射成型常见缺陷与产生原因3911.2浇口位置分析4011.3充填分析4111.4压力分析4211.5冷却分析42结论44致谢45参考文献46附录A47附录B47引 言本次毕业设计的题目是面罩支座注射模具设计。对于模具，专业里方方面面都与模具相挂钩。模具设计是需要充分利用到大学4年所学的知识来完成的。本次毕业设计的要求是制作一个模具，要求该模具能投入实际生产中。在设计中设需要充分考虑到模具结构、材料和工艺能保证塑件的可靠成型和脱模过程的稳定性，性能结构及尺寸精度达到图纸要求，并且要求生产量大。设计时应该使用滑块与斜滑块组合侧向抽芯机构，机构系统安排合理、有据可循。本设计中首先分析塑件结构体的零件结构，确定成型和脱模设计方案，包括模具结构选择、分型面的选择、腔数的确定、浇注系统的设计、冷却系统、成型收缩计算、模具校核计算、导向和定位机构、脱模机构、侧向抽芯机构、顶出机构、模架的选择、注射机的选择、参数的校核以及总体的优化设计等等。在毕业设计整个过程中用AutoCAD进行塑件绘制，并使用UG进行三维造型和结构设计等，结合指导老师建议和设计经验再进一步修改，最后用计算机进行模具总装配图和各零部件图的设计，完成模具总装配图和零件图的绘制。1 绪论1.1 模具概述模具是工的业生产中最基础的工艺的装备，是一种高附加值得高的精密集型产品，也是的高新技术产业化的重要领的域，其急速水平的高低已经成的为衡量一个国家制的造业水平的重要标志。作为制的造业的根基，模具制造，在轻工的业、机械的行业、电子通信行业、交通汽的车行业、甚至涉及到军工行业的等部门中，有的60%90%的零部件是的通过模具成型，模具质量的高低直的接决定了产品的质量的高低，模具设计的的时效率直接影响着产品的时效的率，因此，模具被的大家称为“百业之母”，而模具工业也的是国民经济收入支撑的重的要基础工的业之一。1.1.1 模具种类模具的是利用其特定的形状的去成型具有一定的形状和尺寸制品的的工具。工业生的产上用以注塑、吹塑、挤出的、压铸或者锻压成型、冶炼、的冲压、拉伸等方法的得到所需产品的各种模子的和工具。简单的说，模具就是用的来成型物品的的工具，这种工具由各种各样的零件构成，不同的模具有不同的零的件构成。它们的主要是通过所成型材料物的理状态的改变来实现物品外形的的加工。 按成型的材的料的不同，模具可以分为金的属模具和非金属模具。金的属模具又的分为：铸造模具和锻造模具的等；非金属模具则分为：塑料模的具和无机非金属的模具。随着高分子塑料的的快速腾飞，塑料模具与人类的的生活更加密不的可分了。在塑料模具的领域，塑料模具一般分为：注塑成的型模具、挤塑成型模具、气铺成型的模具等等。模具内部一的般分为动模和定模两个部的分，它们可的分可合。分开时装入胚料的或取出制件，合拢时使制件和胚料的分离以及的成形。在冲裁、成型冲压、模的锻、冷镦、压制和压塑的过程的中，分离或者合拢时的所需的外力来自模的具直接施加或间接施加在胚料上。零件的的构成形式是的多样的，不同的模具用各自的加工的工艺与方案，有的会相似，但不的会一模一样。1.1.2注射模具概述 注射成型的也称为注射或注塑，是热塑性的塑料的一种重要成型方的法。到现在的为止，有超过1/3的塑的料原材料，是通过注射成型工业的加工的，除氟塑料的外，几乎所有的热塑性塑料的都可以采用此成型方法。它的特点的是生产周期的短、生产效率高的、容的易控制，因此广泛应用于塑料制的品的生产。现在塑料成的型生产中，塑料注塑制件的质量的与塑料成型模具、塑料成型的设备和塑料成的型工艺密切相关。在这三要的素中，注塑成型模具的质量最的为关键，他的功的能是双重的：赋予塑料熔体以预期的的形状、性能、质量；冷却的并推出的成型的塑件。1.2 课题的目的及意义大学4年的的学习将要结束，毕业设计是最的后一项任务了，是对我们以的前所学的的所有专业相关知识及应该掌握的技能的综合运用和检验。模具技的术已经成为的衡量一个国家制造水平的的重要标志之一，模具工业能促进产品的生产的发展和的质量提高，并能获得极大的经的济效益，因而硬气了各国的的高度重视和的赞赏。在德国，模具被誉为的“金属加工业的帝王”，在罗马尼的亚则更为直接说“模具就是的黄金”，而在的日本，模具业被称为“进入富的裕的原动力”。从这般的种种，都可以看出模的具的重要地位，我国对模具的未的来发展也十分的重视，早在1989年3月颁的布的关于当前国家产业政策要点的的决定中，就的把模具技术的发展列为机械行的业的首要任务。在国民经的济的建设和发展中，塑料模具是的一门年轻的新兴的工业，它的包含塑的料生产和塑料制品生产两的个系统。可以这样说没有塑的料的生产，就没有塑料的制品的生产。没有塑料制的品的生产，塑料就不能成为工业的产品和生活用的品。塑料制造业负担的着为很多生产部门提供各式各样模具的的任务。制造工业的的发展是国民经济提升的的关键，放眼世界，发达国家都非的常重视制造工的业的发展。1.3课题的主要内容和工作方法本次毕业设计的主要内容是面罩支座注射模具的设计，也是设计一副带有滑块与斜滑块组合抽芯的注射模来生产制品，以实现自动化，提高产量。针对面罩支座注射模具的具体结构，我们可以查阅塑料模设计制造一书，对于一个标准课题的如下步骤进行：(1)独立拟的定塑件的成型工艺，正确选用成的型设备。(2)合理选择的模具结构。根据塑件画的出塑件图，并提出模具的结的构以及处理方案，使所得方案的结构合理，质量可靠，操作方便。(3)正确地的确定模具成型零件的结构形状，尺寸及技的术要求。(4)设计的模具的应符合经济效益，造价便宜，便于加的工生产。(5)充分利用塑料的成型的优良特点，减少生产后不必要的的加工甚至返工。(6)设计应该的高效、优质、安全可靠的生产，还有模具寿的命应适当。通过面罩支座的具体结构，使我对滑块抽芯模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量的资料,结合所学到的教科书上的知识对注射模的组成机构（零部件、浇注系统、导向系统、推出机构、排气系统、温度调节系统）有了系统的认识，拓展了自己的视野，开阔了模具领域的眼界。本次设计的制件为面罩支座，针对产品的成型特点以及材料ABS的相关特性，查了相关的手册，首先应该确定其结构形式及分型面的确定、型腔数量的确定就可以确定其浇注系统的相关数据了。之后再选择合适的模架，再确定大体的结构之后，就可以设计里面的小零件和其他辅助零件，然后就是温度调节系统的设计。整体的和部分小零件的设计完成后就可以进入相关的零件以及从装配图的绘制了。1.4解决的重点问题在本次模具设计过程中，有诸多问题需要解决。在遇到问题时，我会先自己查阅书籍、手册相关的模具设计书籍，甚至上网查阅网上的资料，争取自己解决问题。在遇到一些自己都无法解决的地方时，我会请教指导老师和同学，互相讨论得到最佳的结果。在我看来，我认为此次设计的重要问题在，脱模时，我采用的推杆推出是否满足塑件能成功毫不损坏的从模仁推出。要合理安排推杆数量和推杆位置使塑件能够顺利地、协调地推出。模具还有3个滑块与2个斜滑块侧向抽芯的设计。设计有关数据的选取应起到模具正确导正和不易弯曲甚至折断。关于本模具的重点，就是充分考虑到模具材料设计出结构形式简单、成本较低的模具。本模具设计考虑到模具的复杂性与模具寿命，采用一模一腔单分型面模具结构形式，塑件出来后在推杆的作用下推出。2 塑料制品分析2.1 明确制品设计要求下图为塑料制品的三维立体图。该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为复杂，而且为实用性零件，对其尺寸公差没有太严格的要求，与配合的产品装配合适就可以了。本塑件壁厚适中、均匀，可以用大批量的注塑模具加以生产，在产品的侧面有方孔与斜孔，阻碍成型后塑料制品从模具中脱出，因此须设计滑块与斜滑块抽芯结构。如图2.1所示。图2.1 塑料制品的三维立体图 2.2 明确制品批量该产品生产量大，故设计的模具要求有较高的注塑效率，又考虑到模具的滑块与斜滑块组合抽芯，结构复杂，模具采用一模一腔结构，浇口形式采用直接浇口。2.3 材料选择及性能面罩支座该塑件要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求。 根据2.1中对塑件的分析要求，同时考虑原材料特性，现决定选用应用广泛的ABS塑料。ABS是一种综合性能十分的良好的树脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具的有较高的冲击强度，热变形温度比P的A、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在的0.4%-0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到的0.2%-0.4%，而且绝少出现的塑化后收缩。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。表2.1 ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度(g / cm-3)1.021.08收缩率(%)0.40.6透明度半透明比热容/(Jkg-1k-1)1470吸水性（24小时）（%）0.20.4屈服强度/MPa50拉伸弹性模量/GPa1.8抗压强度/MPa53弯曲弹性模量/GPa1.4熔点1952402.4 计算制品的体积和质量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。计算得塑件的体积： V18.65cm3 计算塑件的质量：公式为 mV 根据设计手册查得ABS的密度为1.05 g/cm3，故塑件的重量为： mV =1.05*18.65=19.6g 图2.2 塑件的体积 3 注射机及成型方案的确定3.1 注射机的确定根据注射所需的压力和塑件的重量可初步选用的注射机为:海天注塑机，型号：HTF160W2 参数：1.丝杆直径35mm； 2.理论注射体积253cm； 3.注射量230g； 4.注射力150Mpa； 7.锁模力160T; 8.移模行程430mm； 9.拉杆间距470x470； 10.最大容模厚520mm； 11.最小容模厚180MM； 12.顶出行程140mm 15.定位环直径100mm； 16.喷嘴球面SR=10mm，出胶孔直径3mm；生产厂家：宁波海天塑机集团有限公司3.2 成型的原理注射成型工艺是的塑料成型的一种最常的用的方法。它将粒状或粉状的的塑料原料加入的到注射机的料筒中，经过加热到流的动状态，在注射机的柱塞的或螺杆的的推动下，以一定的流速，通过喷嘴的和闭合模具的浇注系统而充满的型腔，经过一定的的时间的冷却定型，打开模具，从模内取出成的型的塑件。4 型腔数的确定及分型面的选择4.1 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： 0.8M机M塑M浇 式中M机注塑机的最大注塑重量 M塑塑件重量（19.6）M浇浇注系统重量(为塑件的0.6倍)套入公式：0.8X230g=184g 19.6+11.76=31.36g 选定的注塑机满足要求所以，此模具型腔为一模一腔结构合理。4.2 分型面的选择分型面是决的定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整的体结构、浇注系统的的设计、塑件的脱模和模具的制的造工艺的有关，一副模具根据需的要可能有一个或两的个以上的分型面,分型面可以是垂的直于合模方向,也可以与合模方向平的行或倾斜。因此，分型面的选择是注射模的设计中的一个关键。根据分型面的选择原则： （1）分型面应选在的塑件外形最大轮廓处； （2）在开模时尽量的使塑件留在动模；（3）分型面的选择应的保证塑件的尺寸精度和表面质量；（4）有利于排气和模的具的加工方便；（5）有助于避免侧抽的芯或便于侧抽芯。该塑件对美观不太要求，无斑点和熔接痕，表面质量要求一般。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，属于薄壁壳小型塑件，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，所以，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，并不影响塑件的质量和尺寸精度，以及外观形状。综上所述，合理的分型面应选择在下部。如图所示： 图4.1 分型面选择实例图4.3确定型腔的排列方式多型腔有模板上的排列形式通常有圆形、H形、直线型及复合型等。在设计时有以下原则：（1）尽量采用对的称式排布，确保制品质量的均一和稳定。（2）塑件结构简单，应尽量使型的腔紧凑排列，而减小模具的外形尺寸。（3）分流道的的长度取决于模具型腔的总体布置和的浇口位置，分流道的设计应尽可能短。（4）为了避免模的具承受偏载而产生溢料现象，浇口开口部位与型的腔布置应对称。因为该塑件属大批量生产的中型塑件，但对产品的精度、表面粗糙度还是有较高的要求，通过前面算出的单个产品的体积V和质量W, 综合考虑生产效率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的类型选择确定采用一模一腔排布。 4.4标准模架的选用模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好，因为材料节省了，成本降低了。模架尺寸参照装配图4.3本模具采用的是塑料模具设计指导P104页560L中的P2型标准模架，所以其它板的尺寸如图所示： 图4.2 模架装配图5 成型零部件的设计与计算5.1 凸模设计凸模用于成型塑的料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分的整体式和组合式两种。为了便于加的工和有利于排气，运用组合式的型芯的结构，与整体式型芯相比，组合式型的芯使加工和热处理工艺大为简化。该设计中采的用组合式凸模，其中凸模的结构如下图5.1所示。 图5.1 凸模的结构 5.2 凹模的设计凹模用于成型塑的件的外表面，又称阴模、型腔。按照结构的的不同可以分为整体式、整体的嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌的式五种。该设计采用整体嵌入的式结构，由整块金属材料直接的加工成母模仁，其结构如下图5.2所示。图5.2 凹模的结构 5.3 成型零件工作尺寸的计算本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出ABS的成型收缩率为0.05，模具的制造公差取z=/3。 1）凹模的內形尺寸： 式中：L凹为型腔內形尺寸(mm)； L塑为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率(%)，此处取5%s为塑件公差，查表知ABS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在36mm范围内取0.24mm;1824mm范围内取0.24mm;80100mm范围内取1.00mm;在100120mm公差取1.14mm；在140160mm公差取1.44mm;在200225mm公差取1.92mm;在280350mm公差取2.5mm;在315355mm公差取2.8mm所以型腔尺寸如下： L1=111(1+0.005)-(3/4)0.74=111 L2=98.2(1+0.005)-(3/4)0.86=98.05型腔深度的尺寸计算： h=h(1+k)-(3/4) 式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、K 含义如（1）式中。 H1=43(1+0.005)-(3/4)0.32=43 2）凸模的外形尺寸计算： L凸=L(1+k)+(3/4) 式中： L凸凸模/型芯外形尺寸(mm)； L为塑件內形基本尺寸(mm),即塑件的实际內形尺寸；s 、k含义如（1）式中。由于该塑料的收缩率为5%，故只需在型腔尺寸比较大的考虑其收缩率，在尺寸小的地方不用考虑由收缩率引起的尺寸偏差。所以型芯的尺寸如下： L1=107(1+0.005)-(3/4)0.74=106.98 L2=94.2(1+0.005)-(3/4)0.86=94.026型芯的深度尺寸计算： H凸=h(1+k)+ (2/3) 式中： h凸为凸模/型芯高度尺寸(mm)； h为塑件內形深度基本尺寸(mm),即塑件的实际內形深度尺寸；s 、k含义如（1）式中。型芯的高度为： H1=39(1+0.005)-(3/4)0.32=38.9556 浇注系统的设计6.1浇注系统设计的原则浇注系统的设计时，应注意与注射机的注射口的相符合，主流道、浇口套、定位圈等的的各项参数与注射机的规格的密切相关，由于主流道要与高温的塑料及喷嘴接的触，所以模具的主流道的部分通常设计成可拆卸更换的主流的道衬套，即浇口套。对浇注系统进行的总体设计时，一般应遵循如下原则：(1)、了解塑料的的成型性能。(2)、尽量避免或减的少产生熔接痕。(3)、有利于型腔的中气体的排出。(4)、防止型心的的变形和嵌件的位移。(5)、尽量采用较短的流程的充满型腔。6.2主流道设计根据资料查得HTF160W2 型注射机喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=3mm 喷嘴前端球面半径：R010mm为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射喷嘴直径d。Dd0+(10.5)mm=3+0.53.5mm主流道的半锥角通常为12过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用1。经换算得主流道大端直径D6mm,为使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径1mm的圆弧过渡。主流道的长度L取76.7mm。如图6-1所示：图6-17 排气与冷却系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑的料熔体温度为200左右，而塑件从模具型的腔中取出时其温度的在60以下。所以热塑性塑料的在注射成型后，必须对模具进的行有效的地冷却，以便使塑件可靠冷却定的型并迅速脱模，提高塑件定型的质量和生产效率。对于熔融的黏度低、流动性比较好的的塑料，如聚丙烯、有机玻的璃等等，当塑件的是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具课简单地的进行冷却或利用自然冷却的不设定冷却系统：当塑件是大型的的制品时，则需要对模具进的行人工冷却。通过比较最终确定本次设计的冷却系统采用循环水冷却方法。7.1 冷却系统设计的原则（1）冷却水孔数的量尽可能多，尺寸尽可能的大。（2）冷却水孔与型腔表面的各处最好有相同间距，一般水孔边离型的腔的距离大于10mm，常用1215mm。（3）降低入水与出水的的温度差，防止制品变形。（4）水道的开设便于的加工和清理，一般孔径为610mm。（5）采用并流流向，加强浇口处的的冷却。7.2 冷却水路的计算 在注射过程中，塑件的冷却时间是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时为止的这段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，确定生产周期： 式中t为生产周期（s）,t注为注射时间，t冷为冷却时间，t浇为脱模时间,由塑料制品成型及模具设计 第237页附录D可查得t注15-60s,t冷15-60s，总周期t为40-140s;LDPE的单位热流量： LDPE的单位热流量Qs为590-690 kJ/kg每小时需要注射的次数N=3600/t;取t=120s，可求得N=30次. 每小时的注射量： 从型腔内发出的总热量 Qs取650kJ/kg,代入式中得 根据塑件在模具中的位置和模板的布置，设计定模为4根6的水路，快速接头的规格为1/8”BSP，外接10的软管 (1/8”BSP为接头标准，直径8及8以下用1/8”BSP，直径10用1/4”BSP，直径12用3/8”BSP)如图7.1所示 图7.1 定模水路图因为动模成型部分高低落差太大，设计为4根6的水路和7根12的水井配合冷却，冷却效果好，缩短注塑成型周期，节约成本，快速接头的规格为1/8”BSP，如图7.2所示 图7.2 动模水路图7.3 排气系统的设计 如果型腔内因各的种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就的会形成气泡、产生熔的接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的的存在还会产生反压的力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型的腔的排气问题。注射模通常以如下三种方式排气：（1）利用配合的间隙排气。（2）在分型面的上开设排气槽。（3）利用排气的塞排气。对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点鼓固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。其配合间隙不能超过0.05 mm ,一般为 0.03-0.05 mm。本设计中采用推杆配合间隙，滑块的配合间隙排气。8 顶出与抽芯机构的设计在注射成型的每的一循环中，都必须使塑件从模具型腔的中型芯上脱出,模具中这种脱出机的构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机的构的作用包括脱出、取出两的个动作，即首先将塑件和浇注系的统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从的模具内取出。顶出与抽芯机构的设计原则如下：(1)推出机构应尽量的设在动模一侧以便借助于开模力驱动脱模的装置，完成脱模动作；(2)保证塑件不因推的出而变形损坏,外形良好；(3)结构简单的可靠:机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；(4)应保证塑件被的推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模的阻力特大，则该处应增加推数目。(5)推杆应尽可能设的在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以的增大接触面积。 (6)推杆的设置不的应影响下模强度与寿命。(7)在模内排气困难的部位应的设置推杆，以利于用配合间隙排气。塑件采用10支5圆顶针和1支3圆顶针8.1 推杆复位装置 推出机构用可用多种方式复位，如弹簧复位，强制回位和回针复位，一般模具设计追求安全可靠，同时采用这三种方法。复位杆应对称布置，常取24根，长度与推杆相同。 弹簧复位是一种简单复位方法，它具有先行复位功能，数根弹簧装在动模板与推板之间，推出塑件时弹簧被压缩，当注射机的顶杆后退，弹簧即将推板推回。回针复位弹簧自由长度的确定：L =（E+P）/S 式中E=推杆板行程，E制品推出的最小距离+(15-20)mm，保证将产品完全推出 。 P=预压量,一般取5-10mm S=压缩比，一般取40%-50%，最大不可超过55%。图中E=55mm，P取5mm，S取48%，算出L=（E+P）/S =(55+5)/0.48=125mm，其结构如下图8.1所示。图8.1 弹簧复位结构图8.2 滑块抽芯机构的选择8.2.1滑块脱模结构设计 斜销一般采用T8A钢，淬硬到HRC5055。基本尺寸如图8-2： 图8-2 斜销的尺寸选择按表8-3表8-3 本设计中2个大滑块和2个斜滑块选择直径d=16mm的斜导柱，1个小滑块选择直径d=12mm的斜导柱，如图8-4直径d=12mm的导柱直径d=16mm的斜导柱图8-4滑块的抽芯形势 导轨的形式如图8-5（这是传统方式） 图8-5材料为T8A，HRC5256。滑块与导板的滑配（一般滑配间隙0.020.05）；本设计的导轨方式如下： 大滑块导轨方式 斜滑块导轨方式小滑块导轨方式 滑块与导板的配合长度L取滑块宽度A的1.5倍左右。抽出位置时，滑块与导轨的配合长度l应不小于2/3L（注：L为滑块长度）。当模板大小不能适应最小配合长度时可采用延长导轨的方法。滑块孔与斜销的配合，滑块孔大于斜销直径0.51mm，装配合模后使滑块孔与斜销之间保持每边具有0.250.5mm的间隙。以保证在开始开模的瞬间滑块有一很小的空程，使在侧型芯未抽出之前塑件被强制脱出型腔或型芯，并可使楔紧块与滑块先行脱开，免于干扰。合模时，最后瞬间，滑块由楔紧块复位并锁紧滑块。滑块的定位形式如图8-6。图8-6 限位螺丝定位模板定位8.2.2 滑块脱模机构运动分析、强度设计 斜导柱的组合形式 斜导柱与导柱孔应保持0.51mm的间隙。抽芯距的计算 一般抽芯距S等于侧孔或侧凹深度S加上23mm的余量。 即：S= S+（23）mm 本设计中大滑块要抽芯距离为5，设计成10；斜滑块要抽芯距离为20，设计成25；小滑块要抽芯距离为3.5，设计成8；斜导柱的角度 斜导柱的角度与开模所需的力，斜导柱所受的弯曲力，实际能得到的抽拔力及开模行程有关。大时，所需的抽拔力应增大，因而斜导柱所受的弯曲力也应增大，故希望角度小些为好。但角度小则使斜导柱工作部分及开模行程加大，所以角度的确定需要适当兼顾脱模距及斜导柱所受的弯曲力。根据实际经验证明，斜度值一般不得大于25，通常采用15-22；本设计中由于此零件抽芯距较大，所以取=20。另外，为满足滑块锁紧楔先开模，斜导柱后抽芯的要求，斜滑块锁紧角的角度也应比斜导柱的角度大2-3。取为22。关系如图8-7 图8-7抽拔力的计算抽拔力的计算与脱模力相同，由于影响抽拔力的因素很多，如塑件的壁厚，塑件包容截面形状的大小，塑件的性能，成型工艺参数等。如要全面考虑这些因素较困难。在实际生产中只考虑主要因素，因此，可按简化公式计算： P=CLq（）式中： P斜导柱的抽拔力N。 C-侧型芯被包紧的截面周长mm（）。 L型芯被包紧部分的长度mm（）。 摩擦系数，一般为0.10.2。 侧抽芯的脱模斜度（取为0 ）。 q单位面积的积压力，一般为812（MPa）。本设计中共有3种规格滑块（大滑块，斜滑块，小滑块）斜滑块：C=219.6，L=20mm所以 P=CLq（） =219.620 =219.6200.0811=356（N）大滑块C=568，L=5mm所以 P=CLq（） =5685 =568X50.0811=230.3（N）小滑块C=100，L=3.5mm所以 P=CLq（） =1003.5 =1003.50.0811=28.385（N）5、斜导柱长度 图8-7长度公式：L=L+L+L+L=L-斜导柱的总长度； D-斜导柱固定部分大端直径；S-抽拔距；h-斜导柱固定板厚度；d-斜导柱倾斜角；本设计中大滑块长度为70mm，斜滑块长度为100mm，小滑块长度为56mm9 合模导向机构的设计9.1 导向、定位机构的主要功能（1）定位作用 导向装置直接的保证动模、定模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料的制品的精度。同时，在模具装配的过程中便于装配和调整。（2）导向作用 合模时引导动模按的序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧压力。（3）承载作用 塑料熔体在