毕业论文开关底座注射模具设计.doc

本科毕业设计(论文)题目： 开关底座注射模具设计 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2015年05月开关底座注射磨具模具设计摘 要本文是关于带有侧凹的开关底座注塑模的设计，主要内容包括塑件的成形工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定,浇注系统的形式和浇口的设计,成形零件的结构设计和计算,模架的确定和标准件的选用,合模导向机构的设计,脱模推出机构的设计等。在正确分析塑件工艺特点和材料的性能后，涉及模具结构计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；运用CAD等不同的软件分别对模具的设计、制造和产品质量进行分析。该模具采用点浇口、侧抽芯、一模一腔的结构，通过对整个设计过程的反复校核，表明此次设计的模具能够达到塑件的强度要求。关键词：侧抽芯；直浇口；一模一腔ISwitch pedestal Plastic Mold DesignAbstract This paper is about the design of Switch pedestal plastic injection mold with concave side, cone-shaped include plastic parts forming process analysis, determination of die structure form, parting surface positioning, gating system forms and runner design, forming parts structure design and calculation, the determination of the formwork and standard parts choose, shut the would design of steering mechanism, striABSing out institution design, etc. In the correct analysis plastics technology characteristics and ABS material performance, involving the mould structure, strength, lifetime calculation and molten plastic mould flow prediction in complex engineering computation problem; Using CAD, such different software UG respectively to mold of design, manufacturing and product quality analysis. The mold uses the structure of pulling side, Down gate, a one-cavity mold. Much of the attention was put on the process of taking the plastic screw cap off the mould.Key words: Pulling the side；Down gate；A one-cavity moldII主要符号表n 型腔数量K 注射机最大注射量的利用系数 注射机最大注塑量 浇注系统所需塑料质量 单个塑件的质量 模具开模行程 推出距离 塑件高度 体积流量 浇注系统断面当量半径T 注射时间 主流道的平均当量截面半径 主流道小端直径 主流道大端直径 脱模斜度 L 顶杆的长度 III目 录1绪论11.1模具的作用与地位11.2本次毕业设计研究目的及意义11.3国内外相关研究情况12 塑件工艺性分析32.1塑件分析32.1.1塑件结构分析32.1.2脱模斜度32.1.3收缩率32.2材料选择32.3生产纲领42.4 ABS的材料成型特征与工艺参数42.5成型工艺参数的确定63 分型面的选择及型腔数的确定74 注射机的选择及校核84.1注射机的选择84.2注塑机的校核104.2.1最大注塑量的校核104.2.2锁模力的校核114.2.3开模行程的校核114.2.4模具厚度校核115 浇注系统的设计135.1主流道的设计135.2浇口设计146 成型零部件设计166.1工作尺寸分类和确定166.2影响尺寸误差的因素166.2.1型腔尺寸计算186.3型腔侧壁厚度计算197 推出机构的设计218 抽芯结构设计238.1侧向分型抽芯机构的分类238.1.1手动分型抽芯机构238.1.2机动式分型抽芯机构248.2抽芯距及抽芯力的计算248.3斜导柱抽芯的结构设计248.3.1斜导柱设计248.3.2滑块设计258.3.3导滑槽设计268.3.4滑块定位装置设计279 合模导向机构设计2810 温度调节系统设计3010.1冷却系统设计的原则3010.2冷却水路的计算3010.3排气系统的设计3111 模具工作原理说明3312 结论34参考文献35致 谢36毕业设计（论文）知识产权声明37毕业设计（论文）独创性声明38VI1 绪论1绪论1.1模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有的高生产效率、高一致性、低耗能耗材，以及有较高的精度和复杂程度，因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视，被广泛应用于机械、电子、汽车、信息、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗器械、五金工具、生物、能源、日用品等制造领域，据资料统计，利用模具制造的零件数量，在飞机、汽车、摩托车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表等机电产品中占80%以上；在电脑、电视机、摄像机、照相机、录像机、传真机、电话及手机等电子产品中占85%以上；在电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、吸尘器、电风扇、自行车等轻工业产品中占90%以上；在枪支等兵器军工产品中占95%以上。为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务做了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展，模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在，模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。1.2本次毕业设计研究目的及意义 （1）调查研究中外文献检索和阅读能力； （2）综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力； （3）设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力； （4）掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程； （5）逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力； （6）撰写设计说明书（论文）的能力； （7）养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3国内外相关研究情况改革开放20多年来，我国的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、都有了很大的提高。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。国内已经认识到了2西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）模具技术进步的投资7。现在，我国模具生产厂点约有3万多家，从业人数80多万人。“十五”期间，模具年平均增长速度达到20左右，2005年模具销售额达650亿元，同比增长25；模具出口7.4亿美元，比2004年的4.9亿美元增长约50，均居世界前列。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其它各类模具约占11。但是，由于创新能力弱，行业关键技术难以突破，使得我国模具行业长期以来面临着“低端竞争、高端进口”的尴尬局面。为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，模具越来越向着大型化、高精度化、多功能复合模具化等方向发展2。热流道模具、气辅模具等先进的模具加工技术也将在塑料模具中得到更广泛的应用。标准件的广泛应用，将极大的影响模具制造周期，提高模具的质量，并降低模具的制造成本。模具技术含量的不断提高，将使中高档模具比例不断增大，产品的机构调整将引发模具市场走势不断变化5。目前，国外注射成型技术的发展迅速，精密注射成型、注射成型中的计算机技术的广泛应用，以及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型、超级小精密注射成型等技术的研发及应用，都大大提高了国外模具的生产和制造水平1。中国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后、其差距主要表现在下列几方面。国内自配率不足80，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专”、“小而精”。模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多6。模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术。22 塑件工艺性分析 2 塑件工艺性分析2.1塑件分析2.1.1塑件结构分析该塑件表面复杂有多处侧凹，与圆孔，壁厚均匀，长宽高分别为79mm，74mm，48mm。四周均有侧凹，无法直接成型，需四面抽芯。如下图所示 图2.1 塑件三维图2.1.2脱模斜度根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，因此根据模具设计与制造简明手册查得：所以脱模斜度设置为1。2.1.3收缩率ABS的收缩率一般为0.5%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。2.1.4塑件体积及质量通过使用软件软件实体造型后知体积为53.2，材料密度取1.05g/，所以塑件质量：55.86g。2.2材料选择根据各材料的注塑性能及加工使用性能，综合市场价格，选择材料为ABS。3西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2.3生产纲领因市场需求量大，大批量自动化生产。2.4 ABS的材料成型特征与工艺参数ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene。比重:1.05g/cm成型收缩率:0.30.8%成型温度：180200干燥条件：808523小时物料性能: （1）综合性能较好,冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。 （2）与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。 （3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 （4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。成型性能: （1）无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥8085度,23小时。 （2）宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度），对精度较高的塑件，模温宜取5060度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取6080度。 （3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 （4） 如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。本制品采用ABS材料，根据注塑工艺分析的需要，首先对ABS塑料进行注塑工艺分析。 （1） ABS 塑料的干燥，ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝， 而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS 原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580 以下，干燥23h ，夏季雨水天在8090 下，干燥48h ，如制件要达到特别优良的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS 在料斗中再度吸潮, 但这类料斗要加强湿度监控，以免料的过热。 5西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） (2) 注射温度 ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在熔化过程温度升高时，熔融实际上降低很小但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围，220250)，果继续盲目升温，导致耐热性不太高的ABS 的热降解反而使熔融粘度增大，塑更困难，件的机械性能也下降了。所以ABS 的注射温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高， 但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机， 当生产ABS制件到一定数量时，往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒, 而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排出。究其原因,是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，长时间的高温作用时。 造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS 可能带来问题,故有必要对料筒各段炉温进行限制。当然， 不同类型和构成的ABS 的适用炉温也不同。如柱塞式机，炉温维持在180230； 螺杆机，炉温维持在160220 。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要实践证明，这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大，将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。 (3) 注射压力ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以在注射时采用较高的注射压力。当然并非所有ABS制件都要施用高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大, 与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面雾化。压力过大,塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。 (4) 注射速度 ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。 (5) 模具温度 ABS的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动模温度要求5060。在注射较大的、构形复杂的、薄壁的制件时, 应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定，在制件取出后，可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。 (6) 料量控制一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%。为了提高制件质量及尺寸稳定, 表面光泽、色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜12。62.5成型工艺参数的确定查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况作适当的调整。注塑机类型螺杆式 螺杆转速/(r/min)400喷嘴形式/温度 直通式170180料筒温度/78前段 180200中段 165180后段 150170模具温度/5080注射压力/mpa60100保压力/mpa3050注射时间/s 2090高压时间/s 05冷却时间/s 20120成型周期/s 5020063 分型面的选择及型腔数的确定分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2塑件的生产批量；3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4型腔的溢流和排气条件；5模具加工的工艺性。分析零件特点后，发现零件的四周都存在侧凹，四周都需要设置侧抽芯机构。综合考虑选择一模一腔，根据以上原则，选取分型面在塑件的最下端面。如图所示：图3.1分型面354 注射机的选择及校核4.1注射机的选择设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸8。公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注塑成型过程所需要的时间称为装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。注射压力；为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。注射速率；为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表所示。表4.1注射速率注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S 11.251.51.752.2533.755塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。开合模速度；为使模具闭合时平稳，以及开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。空循环时间；在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。(1) 由公称注射量选定注射机由注射量选定注射机。由PRO/E建模分析得（材料密度取1.05g/cm）:图4.1 模具的体积总体积V=53.2cm；总质量M=55.86g；流道凝料V=0.4V(流道凝料的体积(质量)是个未知数，根据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为:V实=53.21.4=74.48cm； 实际注射质量为M实=1.4M=78.2g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V公 V实 4.1 V= V/0.8 =74.480.8 =97.7cm；（2）由锁模力选定注射机 FF=AP 4.1 =5415x30 = 162.45（KN）式中 F注射机的锁模力（N）；A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；取P=30MP ；根据以上的计算，初步选注射机型号为XSZY250（A）卧式注射机，其主要技术参数见表4.1：表4.1 注射机主要技术参数理论注射量250拉杆内向距螺杆柱塞直径50移模行程500注射压力130最大模具厚度400注射速率89最小模具厚度200塑化能力18.9锁模形式液压-机械喷嘴口直径4模具定位孔直径125锁模力/kN1650喷嘴球半径124.2注塑机的校核4.2.1最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%-75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%-80%。 V实 =74.48cm； 4.2V公250cm； =29%满足要求。4.2.2锁模力的校核注射成型时，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。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料现象，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。在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK A分P型 4.2 1.254153010 162.45KN式中，F注塑机额定锁模力：1650KN；K安全系数，通常取1.1-1.2，取K=1.2；满足要求。4.2.3开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式： 4.2 其中模具开模行程； 推出距离（脱模距离，=10mm） 塑件与凝料高度；（=140mm）则=10+140+510=（155160）mm500mm小于注射机最大开合模行程，故满足要求。4.2.4模具厚度校核模具厚度必须满足下式： H H H 200371450 满足要求。式中 H所设计的模具厚度 371 mm； H注塑机所允许的最小模具厚度200 mm；H注塑机所允许的最大模具厚度450 mm；5 浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口。浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，需要注意以下问题：1. 适应塑料的工艺性；2. 流程要短；3. 排气良好；4. 避免料流直冲型芯或嵌件；5. 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6. 浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7. 修整方便，保证制品外观质量；8. 防止塑件变形。 在此次模具设计中，由于在前面几章已经把芯腔数确定下来，采用单型腔，这里浇口只能选择直浇道，直浇道只有主流道，浇口，不存在分流道和冷料穴。 5.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径D应尽量选得小些。如果D过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。如下图所示为主流道各部尺寸： 图5.1主流道二维图图5.1主流道示意图5.2浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。常用的浇口形式有直接浇口、点浇口、点浇口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在此次模具设计中，由于在前面几章已经把芯腔数确定下来，采用单型腔，这里浇口只能选择直浇口。图5.2 直浇道浇口示意6 成型零部件设计6 成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得ABS收缩率为Q=0.30.8%，故平均收缩率为Qcp=0.5%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/3。6.1工作尺寸分类和确定塑料制品的几何尺寸分别称为型腔尺寸、型芯尺寸和中心距尺寸。其中型腔尺寸分为深度尺寸和径向尺寸；型芯尺寸分为高度尺寸和径向尺寸。中心距尺寸一般指成形零件上某些对称结构之间的距离。在计算之前，对它们的标注形式及其偏差分布规定如下：a. 制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值；与制品外形尺寸相对应的型腔尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。b. 制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值；与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。c. 制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。6.2影响尺寸误差的因素a. 塑料制品的成型收缩 成型收缩率受注射工艺条件的影响，可能在其最大值和最小值之间波动，所产生的误差（）。 6.2 式中： 塑料的最大成型收缩率；0.2% 塑料的最小成型收缩率；0.1% 制品尺寸（mm）。塑件高10mm。通过计算得=0.010mm。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文） b. 成型零件的制造偏差 成型零件的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。在设计模具成形零件时，一定要根据制品的尺寸精度要求，选择合理的成型零件结构及加工制造方法，使由制造偏差所引起的制品尺寸偏差保持在尽可能小的程度。一般要求 不要大于制品尺寸公差的1/3。 塑料制品尺寸公差=0.180mm，（精度等级IT3） 。 6.2c. 成型零件的磨损模具成型零件的磨损主要来自熔体的冲刷和制品脱模时的刮磨，其中被刮磨的型芯径向表面的磨损量最大。在实际生产中，要求不大于制品尺寸公差的1/6，生产中实际注射量25万次，型芯径向尺寸磨损量约为0.020.04mm。d. 模具活动零件配合间隙的影响模具在使用中导柱和导套之间的间隙会逐渐变大，会引起制品径向尺寸误差的增加。模具分型面间隙的波动，也会引起制品深度尺寸误差的变化。在模具成型零件工作尺寸计算时，必须保证制品总的尺寸误差不大于制品尺寸允许的公差，即 =0.220mm。成型零部件工作尺寸计算方法有平均值法和公差带法两种。对于塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差统一按入体原则标准，对于中心距尺寸则采用双向对称偏差标注。由于成型零件脱模过程中与塑件的移动摩擦而产生磨损，又因为成型零部件的部位不同，受损的程度也不同，所以成型零件的径向尺寸，受磨损较大；而成型零件的高度尺寸相对磨损较小。该塑件的成型尺寸计算均按平均值法。查有关手册的ABS收缩率为0.4%0.8%，本次计算采用平均值0.6%。腔体类尺寸磨损后增大，芯体类磨损后减小。若磨损后尺寸增大,则公式为 6.2 若磨损后尺寸变小,则公式为 6.2 若磨损后尺寸不变,则公式为 6.2 式中 径向最大尺寸; 高度方向最大尺寸; 径向最小尺寸; 高度方向最小尺寸; 塑料尺寸中间值; 塑料收缩率0.6%; 模具尺寸; 塑件尺寸公差 取。6.2.1型腔尺寸计算(1) 径向尺寸计算(2) 高度尺寸计算 6.2 6.2.2动模型芯尺寸计算(1) 径向尺寸计算 (2) 高度尺寸计算(3) 中心距尺寸的计算6.3型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式进行计算 SR-r=r(/-2p)1/2-1 6.3 式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1 =28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。 (2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）7 推出机构的设计推出结构由推出、复位、导向三大部分组成。本设计塑件脱模依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。推出机构设计原则：（1）设计的推出机构应尽量使塑件留于动模一侧（2）塑件在推出时不发生变形和损坏（3）不损坏塑件的外观质量（4）合模时推出机构正确复位（5）在推出和复位的过程中，结构应尽量简单，动作可靠、灵活，制造容易。（1）推件力是将制品因收缩对型芯的摩擦力和大气压力。 FtAp(cos-sin)+qA1 （7.1）式中，A塑件包络型芯的面积p塑件对型芯单位面积上的包紧力，P取0.81071.2107 帕；脱模斜度；ABS5q大气压力0.09兆帕塑件对钢的摩擦系数，约为0.10.3；A1制件垂直于脱模方向的投影面积（mm2）。则，A2982 A160.76cm2带入数据得Ft814.34N （2）顶杆直径根据压杆稳定公式计算出顶杆直径： d=L2F/nE1/4 m （7.2）式中：安全系数，常取=1.5； L顶杆的长度m； n顶杆数目。代入数据得：d=4mm（3）顶杆直径的强度校核公式： =4F/nd2 （7.3）式中, 顶杆材料的许用应力Mpa； 顶杆反受的应力Mpa。代入数据得: =4814.34/(83.1442)=8.10Mpa所以，顶杆强度符合要求。推杆顶出机构如图所示，圆柱形状的推杆和推杆孔最容易加工，而且很容易保证其配合精度，容易保证其互换性，并且容易更换，而且它还具有滑动阻力小，不容易卡滞等优点。 图7.3 推杆的分布8 抽芯结构设计当塑件处在与开模分型不同的方向时，在其内侧和外侧上带有孔、凹槽或凸起时，为了能对所成型的塑件进行脱模，必须将成型侧孔、侧凹或侧凸的部位做成活动零件，即侧型芯或侧型腔，然后在模具开模前（或模具开模后）将其抽出。完成侧型芯或侧型腔抽出和复位动作的机构称为侧向分型抽芯机构。根据此次模具的型腔布置，一个塑件上四周需要抽芯的位置。其中各两处对称，所以只需设计两种抽芯机构，如下图所示。分别设为1.2两处。图8.1侧抽芯的位置8.1侧向分型抽芯机构的分类根据驱动方式的不同，侧向分型抽芯机构可分为手动、机动、液压（或气动）、联合作用4种类型，其中以机动侧向分型抽芯机构最为常用。8.1.1手动分型抽芯机构 手动分型抽芯机构采用手工方法或手工工具将侧型芯或侧型腔从塑件内取出，多用于试制和小批量生产塑件的模具，可分为手动模内抽芯和手动模外抽芯两种类型。 手动模内抽芯。它是指开模前依靠人工直接抽拔，或通过简单传动装置抽出侧型芯或分离侧型腔。 手动模外抽芯。手动模外抽芯是指开模后将侧型芯或侧型腔连同塑件一起脱出，在模外手工扳动侧向抽芯机构，将侧型芯或侧型腔从塑件中抽出。8.1.2机动式分型抽芯机构机动式分型抽芯机构是指利用注射机的开模运动和动力，通过传动零件模具的侧向分型、抽芯及其复位动作的机构。这类机构结构比较复杂，但是具有较大的抽芯力和抽芯距，且动作可靠，操作简单，生产效率高，因此广泛应用于生产实践中。8.2抽芯距及抽芯力的计算8.2.1抽芯力的计算抽芯力的计算与脱模力的计算相同，可按下面的简化公式进行计算，即 8.2 式中：抽芯力，N；塑料与钢的摩擦系数，聚碳酸酯、聚甲醛取0.10.2，其余取0.20.3；p塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般取812MPa；A塑件包容侧型芯的面积，；脱模斜度，（）。8.2.2抽芯距的计算抽芯距是指将侧型芯抽至不妨碍塑件脱模位置的距离。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸台高度再加23 mm的安全系数。即 S1h+(23)mm538 mm、 8.2 S24mm式中， S1.S21、2两处抽芯距 （mm） h塑件的侧孔深度或侧凸高度8.3斜导柱抽芯的结构设计8.3.1斜导柱设计 斜导柱的结构及技术要求斜导柱的形状如图11.1所示。工作端可以是半球形也可以是锥台形，由于车削半球形比较困难，所以绝大部分斜导柱设计成锥台形。设计成锥台形时，其斜角应大于斜导柱的倾斜角，一般=+，否则，其锥台部分也会参与侧抽芯，导致侧滑块停留位置不符合设计计算的要求。斜导柱固定端与模板之间的配合采用H7/m6，与滑块之间的配合采用H11/b11或0.51mm的间隙，当分型抽芯有延时要求时，甚至可以放大到1mm以上。斜导柱的材料多为T8A、T10A等碳素工具钢，也可以采用20钢渗碳处理，热处理要求大于或等于55HRC，表明粗糙度。 斜导柱倾斜角倾斜角实际上就是斜导柱与滑块之间的压力角。应小于25，一般在1222内选取。防止侧型芯受到成型压力的作用时向外移动，斜导柱变形。这里斜导柱倾斜角度均为18。斜导柱直径d根据材料力学理论可推导出斜导柱直径d的计算公式为： 8.3 式中：d斜导柱直径，mm； F抽出侧型芯的抽拔力，N； 斜导柱的弯曲力臂，mm； 斜导柱许用弯曲应力，可查有关手册，碳素钢可取为； 斜导柱倾斜角。代入公式得斜导柱的直径为20mm。 斜导柱长度的计算斜导柱的长度应为实现抽拔距S所需长度与安装结构长度之和。= 8.3 式中：斜导柱固定部分的大端直径，mm； 斜导柱固定板厚度，mm； 抽芯距，mm； 斜导柱直径，mm； 斜导柱倾斜角。8.3.2滑块设计滑块分为整体式和组合式两种。组合式是将型芯安装在滑块上，这样可以节省钢材，且加工方便，因而应用广泛。滑块材料一般采用45钢或T8、T10，热处理硬度40HRC以上。结构如图所示。图8.3滑块示意图8.3.3导滑槽设计侧抽芯过程中，滑块必须在导滑槽内平稳移动。导滑槽采用45钢，调质热处理2832HRC。盖板的材料用T8A、T10A或45钢，热处理硬度50HRC以上。滑块与滑槽的配合为H8/f8，配合部分表面粗糙度，滑块长度应大于滑块宽度的1.5倍，抽芯完毕，留在导滑槽内的长度不小于2/3。配合形式如图所示 图8.3滑块与导滑槽的配合形式8.3.4滑块定位装置设计滑块定位装置用于保证开模后滑块停留在刚脱离斜导柱的位置上，使合模时斜导柱能准确的进入滑块孔内，顺利合模。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）9 合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出812mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10,HRC5055,导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用6根导柱，固定端与模板间采用H7/m6 导套常采用T10A，型导套，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：