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车载 空气 净化器 塑料 模具设计

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车载空气净化器下壳塑料模具设计,车载,空气,净化器,塑料,模具设计

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湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表学 部： 理工学部 学生姓名杨子宏学 号200841914619年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化（6）班指导教师姓名 陈力航指导教师职称讲师毕业论文（设计）题目车载空气净化器下壳塑料模具设计工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1. 开题报告；2. 初步了解毕业设计课题的实际意义、课题在国内外的发展概况；3. 方案设计，比较拟定的各种方案，确定最终的设计方案。4. 对塑件的成型工艺进行分析研究；5. 针对具体工序设计结构合理的模具；6. 绘制零件及装配草图。1. 设计计算，根据设计方案，确定主要部件的结构形状、尺寸，进行强度校核；2. 说明书的编写与整理；3. 利用计算机绘制零件图、总装配图；4. 答辩的相关事宜。指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日检查（考核）小组意见检查小组组长签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名杨子宏学 号200841914619年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(6)班指导教师及职称陈力航讲师学部理工学部2011年9月20日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必须针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（二）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（三）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目车载空气净化器下壳塑料模具设计主要内容和要求塑件的表面质量包括表面粗糙度和表观质量。塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度有关。塑件应有一定的厚度才能满足使用时的强度和刚度要求，而且壁厚在脱模时还需承受脱模推力。壁厚应设计合理，在可能的情况下应使壁厚尽量均匀一致。对于塑件来说，除使用要求需要尖角之外，其余所有内外表面转弯处都应尽可能采用圆角过渡，以减少应力集中。本课题要求通过检索、收集和注塑模具生产工艺，确定整体设计方案，最终生成能切合实际的、较完整的注塑模具图纸，并写出说明书。基本要求1. 空气净化器设计方案合理；2. 设计过程要求完成标准模架的选择，注射机的选择，校核与设计计算，模具装配图和零件图绘制；3. 必要工作及图纸（1）注射机的有关工艺参数校核；（2）分型面的选择与浇注系统设计；（3）成型零部件的设计；（4）导向机构及排气系统设计；（5）冷却系统的设计；（6）侧向分型抽芯机构设计。4. 设计计算说明书的格式按指导老师要求，页面为A4；5. 要求图纸总工作量不少于3张零号图，设计说明书不少于15000字。主要参考资料1 中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典（第1、2卷）M.南昌：江西科学技术出版社，2003.12 机械设计手册编委会编著.机械设计手册（第1、2卷）M. 北京：机械工业出版社，2004.83 黄虹塑料成型加工与模具M北京：化学工业出版社，2002.4 李绍林、马长福.实用模具技术手册M.上海：上海科学技术文献出版社，2000.65 王文平、池成忠.塑料成型工艺与模具设计M.北京：北京大学出版社，2005.76 张国强.注塑模设计与生产应用M.北京：北京大学出版社，2005.27 何忠保、陈晓华、王秀英.典型零件模具图册M.北京：机械工业出版社，2000.118 廖念钊、古莹菴、莫雨松等.互换性与测量技术M.北京：中国计量出版社.2000.1.9 李晓沛、张琳娜、赵凤霞主编.简明公差标准应用手册M.上海：上海科学技术出版社，2005.510 李海梅、申长雨主编.注塑成型及模具设计实用技术M.北京：化学工业出版社，2002.511（美）M.J.戈登（小）著，苑会林译塑料制品工业设计M北京：化学工业出版社，2005.612 模具使用技术丛书编委会.塑料模具设计制造与应用实例M.北京：机械工业出版社，2004.8 工作进度安排（宋体五号，行间距固定值22磅）起止日期主要工作内容2011.11.262011.12.18接受设计任务书，初步了解课题内容和要求；2011.12.192011.12.29搜集参考资料，查阅参考文献，编写开题报告；2012.01.012012.01.31描述毕业设计课题实施方案，进行设计计算，绘制草图；2012.02.012012.04.09书写说明书，设计装配图；2012.04.102012.04.20毕业设计中期检查；2012.04.212012.05.07完成初稿，交给老师进行初稿审阅；2012.05.082012.05.24整理完善图纸和设计说明书，准备答辩；2012.05.252012.05.30根据答辩组意见修改，提交正稿。要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名杨子宏学号200841914619年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化（6）班指导教师及职称陈力航 讲师开题时间2011年 9月 25 日毕业论文（设计）题目车载空气净化器下壳塑料模具设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）一、选择该题目的意义塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在几年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料模具设计的内容牵涉到很多方面，在设计模具的过程中必须根据具体情况综合考虑，突出重点，只有按科学合理的模具设计程序与设计方法进行设计，才能设计制造出高水平，高质量的模具。选择这个课题，我们可以得到以下几方面的能力培养：（1）综合运用专业理论知识分析、解决实际问题的能力；（2）绘图软件的应用能力，以及使用计算机的能力；（3）设计、计算的能力；（4）塑料模具的初步设计能力；（5）逻辑思维能力、口头表达能力；（6）文字表达以及撰写说明书的能力；（7）踏实、严谨、细心的工作态度。二、国内外研究现状1. 国内研究现状我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求。在2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，近年来，塑料模具保持25%以上速度发展。据国际模协秘书长罗百辉预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将进一步提高，其发展速度将高于其他模具。在我国塑料模具市场中，以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年，在建材行业，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。统计表明，家电行业所需模具量年增长率约为10%。一台电冰箱约需模具350副，价值约4000万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具约140副，价值约700万元，仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。汽车工业近年来增长速度惊人，因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元，而我国大型精密模具的制造能力不足，高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。2. 国外研究现状国外模具钢生产 80以上采用真空精炼和电渣重熔生产，钢材纯度 、等向性高。国外常用 的塑料模具钢已形成较完整的系列 ，如美 国塑料模具钢有 7个钢号，形成完整 的 P系列：日本 日立金属公 司有15个钢号 ：日本大同特殊钢 13个钢号。我国塑料模用钢的随意性较大 ，80是用碳钢和 40Cr钢。对 于复杂 、精密模具 ，为避免热处理变形，一般在退火态 、正火态或调质态加工使用 ，因此寿命仅为 国外同类模具的 1101/2。国际上 ，汽车模具 已进入专业化 、标准化阶段汽车模具基本是由专业的模具制造商提供，模具商品化率在 70以上 ，还有许多专门生产模具标准件的企业 ，汽车模具标准件多达几百种。国外模具 的标准化率可达 85(如德国、日本)，中小模具 的局部结构标准化程度高(如 日本的手机模具)。德国的保险杠模具，模架是标准的，热流道是标准的。塑料加工新工艺的研究，日本 、德国、美国、意大利等发达国家处 于领先地位 ，模 内贴膜 、回转成形双料双色三色注射、啤酒瓶周转箱注射装配集成化自动生产线、奶制品 快餐面盒的注射 一模内贴膜 自动生产流水线 、一模 200腔的瓶盖叠式 一回转成型的自动化注射生产线等，在多年前就已用于批量生产 。全塑型轿 车赛车 的塑料和整 车零部件成型工艺从1995年起一直在孜孜不倦地研发。战斗机上的高强、高韧、耐高温、质量轻的新材料、新工艺，美国、德国在80年代初期已应用于某些机型，1985年后，某些碳纤维塑料制品已应用于民用客机。超薄型手机PC导光板的材料、注射工艺与设备的研制，日本处于领先地位。木塑环保复合材料注射专机和注塑工艺制品的研究欧洲处于领先地位。多层、多功能复合薄膜挤出专机、薄膜厚度控制、薄膜层数控制及各种功能薄膜的材料研究，美国处于世界前沿。一一个国家的创新、研发能力体现了国家的综合基础实力。国外企业对新产品开发很重视，模具厂经常会与材料厂商、产品厂共同开发新产品和模具；注射机厂会与材料厂商共同研发新机型；名牌塑料供应商会与名牌汽车公司联合研制以塑代钢的新塑料和新产品(如BAYER与宝马合作开发全塑赛车、GE与克莱斯勒共同开发全塑轿车)。这种强强合作，使企业具有很强的研发能力。3. 未来发展目标对模具需求旺盛的行业包括航空航天、国防军工、轨道机车、工程机械等行业，尤其是总投资达2 200元的京沪高铁项目、超过300亿元投资规模的大飞机项目等，必将会给塑料模具行业带来新的挑战和机遇。因此，塑料模具的发展必须依托国家重点建设工程，面向六大产业(交通运输产业、汽车产业、信息产业、重大装备产业、电站及输配电设备产业)及其重点行业。特别是围绕汽车产业、信息产业，大力发展IT行业的精密注塑模、汽车业的覆盖件模具和大型注塑模。大规模开展技术改造，提高基础配套件和基础工艺水平；通过加快企业兼并重组和产品更新换代，促进产业结构优化升级，全面提高产业竞争力，引导专业化零部件生产企业向“专、精、特”方向发展，形成优势互补、协调发展的产业格局。依托十大领域的重点工程，振兴塑料模具制造业；配合九大产业的重点项目(钢铁、汽车、石化、船舶、轻工、纺织、有色金属、电子信息、国防军工)，提升大型、精密注塑模、高档模具标准件的制造能力；实现模具钢的国产化和优质化、改善模具材料的供应体系、提供较为全面的各种规格和牌号的材料，大力压缩模具生产企业的备料周期；提高模具新材料、新型塑料成形工艺和新型高强、高韧、耐高温塑料制品的研发能力；提高企业的信息化管理和模具集成化制造的总体水平。为使我国的塑料模具行业赶上国际先进水平打下良好的基础。主要参考文献1 宋满仓、黄银国、赵丹阳编.注塑模具设计与制造实践M.北京：机械工业出版社，2003.42 庞启淮主编.小功率电动机应用技术手册M. 北京：机械工业出版社，2000.73 屈华昌主编塑料成型工艺与模具设计M高等教育出版社， 2007 4 邹玉堂编著Pro/ENGINEER实用教程M机械工业出版社，2005 5 杨占尧 自柳主编.塑料模具典型结构设计实践化工公业出版社，2008 6 邹维强编著.注塑模具典型结构图例化工工业出版社，2005研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）（宋体五号，行间距单倍行距）1研究目的 通过本次毕业设计初步掌握塑料模具设计的基本步骤，形成基本的工作思路。在设计的过程之中，综合运用所学习的专业理论知识和基本分析方法来解决实际问题，从而提高独立思考、独立工作的能力，以及踏实、细心的工作态度。通过绘制二维图，掌握运用绘图软件的能力，从而更快地适应今后的工作。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具，在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。所以掌握塑料模具的设计方法对我们今后的发展是十分有益的。2. 主要内容（1）注射机的有关工艺参数校核；（2）成型零部件的工作尺寸计算；（3）冷却回路的尺寸确定与布置；（4）斜导柱直径的计算(有侧向抽芯机构时)；（5）动、定模板的强度校核；（6）模具装配图、主要及非标准件零件图(动模板、定模板、动模型芯、定模型芯等)；3. 预期成果设计一副塑料模具，零件测绘图和模具装配图、零件图应符合有关标准的规定。设计计算说明书的格式按指导老师要求，页面为A4。4. 完成方法（1）采用注塑成型模具，必要时采用活动镶件脱模。 （2）熟悉设计流程，掌握注塑模具设计基本原理和设计方法，能用软件绘制零件图和装配图。 （3）完成各个零部件的设计。 （4）设计完成后，对设计的各参数进行校核。5.条件保障（1）注塑成型工艺：包括注射速度的控制，注射压力的控制，填充时间的控制等。（2）模具的设计：包括成型零件的设计，浇注系统的设计，推出机构的设计冷却系统的设计，导向机构的设计等。时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2011.11. 初步了解毕业设计课题的实际意义、课题在国内外的发展概况，编写开题报告，重点完成对毕业设计课题实施方案的描述。2012.02. 方案设计，比较拟定的各种方案，确定最终的设计方案。2012.03. 设计计算，根据设计方案，确定主要部件的结构形状、尺寸，进行强度校核，编写设计说明书，翻译外文资料，并绘制各零件及装配草图。2012.04. 利用计算机绘制零件图、总装配图；设计说明书、外文资料译文的计算机录入。2012.05. 设计说明书、外文资料译文排版、打印、装订；设计图的计算机输出；整理资料，准备答辩。开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日专业委员会意见专业教研室主任签名： 年 月 日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证记录学 部： 理工学部 学生姓名 杨子宏学 号200841914619年级专业及班级 2008级机械设计制造及其自动化（6）班指导教师姓名 陈力航指导教师职称讲师 毕业论文（设计）题目 车载空气净化器下壳塑料模具设计论证小组质疑及指导意见学生回答简要记录论证小组成员签名 记录人签名： 论证时间： 2011 年 月 日 指导教师指导、检查学生进行毕业论文（设计）工作情况表时间地点指导、检查的主要内容学生签名注：1. 此表在每次指导、检查工作时由学生带来，指导教师填写。 2. 内容包括学生的学习、工作态度；论文工作的进展情况；论文工作中尚需解决或改进的问题等。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）选题审批表学 部： 理工学部 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文题目车载空气净化器下壳塑料模具设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称：（）生产实际或社会实际 （ ）其他选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他选题完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文指导教师姓名陈力航职称讲师是否主持或参与过科研课题（）是（ ）否选题依据（科学性、可行性论证）和内容简要1. 选题依据塑件的表面质量包括表面粗糙度和表观质量。塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度有关。塑件应有一定的厚度才能满足使用时的强度和刚度要求，而且壁厚在脱模时还需承受脱模推力。壁厚应设计合理，在可能的情况下应使壁厚尽量均匀一致。对于塑件来说，除使用要求需要尖角之外，其余所有内外表面转弯处都应尽可能采用圆角过渡，以减少应力集中。本课题要求通过检索、收集和注塑模具生产工艺，确定整体设计方案，最终生成能切合实际的、较完整的注塑模具图纸，并写出说明书。2. 内容简要（1）注射机的有关工艺参数校核；（2）分型面的选择与浇注系统设计；（3）成型零部件的设计；（4）导向机构及排气系统设计；（5）冷却系统的设计；（6）侧向分型抽芯机构设计。专业委员会意见专业委员会主任签名： 年 月 日 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 车载空气净化器下壳塑料模具设计DESIGN OF PLASTIC MOLD OF AIR PURIFIER DEVICE SHELL IN THE CAR学生姓名： 杨子宏学 号： 200841914619年级专业及班级： 2008级机械设计制造及其自动化(6)班指导老师及职称： 陈力航 讲师学 部： 理工学部湖南长沙提交日期：2012年5月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要 1关键词 11 前言22 塑件的基本数据3 21 塑件材料的选择3 22 塑件的相关计算 33 注射机的选择及相关参数的校核4 31 型腔数量的初步确定432 注射剂型号的确定4 33 型腔数目的校核5 331 由注射机额定锁模力校核型腔数量n5 332 由注射机的最大注射量校核型腔数量n5 34 型腔的排列方式5 35 注射机相关参数的校核6 351 最大注射量的校核6 352 锁模力的校核7 353 注射压力的校核7 354 开模行程84 分型面的选择与浇注系统设计8 41 分型面的选择8 42 浇注系统的设计9 421 定位圈的尺寸设计9 422 主流道部分的尺寸设计9 423 浇口的尺寸设计10 424 分流道的尺寸设计12 425 计算体积流率12 426 流程比校核13 427 注射时间13 428 校核剪切速率13 429 浇注系统的平衡13 4210 冷料穴的设计145 成型零部件的设计14 51 型芯、型腔的结构设计14 52 影响工作尺寸的因素15 52.1 塑件的收缩率波动15 52.2 塑件的公差15 52.3 模具制造误差15 52.4 模具的磨损量15 52.5 模具在分型面上的合模间隙15 53 成型零件工作尺寸的计算15 53.1 型腔径向尺寸的计算16 53.2 型腔深度的计算16 54 成型零部件的强度与刚度计算17 54.1 成型零部件强度、刚度计算需考虑的问题17 54.2 型腔侧壁厚度的计算17 54.3 型腔腔底厚度的计算186 导向机构及排气系统设计1861 导向机构设计18 61.1 导柱18 61.2 导套19 62 排气系统197 冷却系统的设计208 侧向分型抽芯机构设计21 81 主要参数的确定22 8.1.1 抽芯距S 22 8.1.2 斜导柱的倾角 22 82 侧向抽芯机构的结构设计要点22 8.2.1 斜导柱 22 8.2.2 滑块 23 8.2.3 滑块与导滑槽 23 8.2.4 滑块定位装置 24 8.2.5 锁紧块 249 结论24参考文献 26致谢 27车载空气净化器下壳塑料模具设计学 生：杨子宏指导老师：陈力航（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）摘 要:随着生活水平的提高，汽车早已成为我们家居、旅行中不可或缺的交通工具。然而我们在享受着汽车所带来的方便的同时，却也遭受到了汽车室内空气污染为我们的健康造成的危害。故本次基于此现象，选择了车载空气净化器下壳模具的设计。随着中国塑料工业的发展，近几年来中国塑料机械工业的年增长率都在30左右，利润率增长也远高于工业总产值的增长，是中国机械行业中增长最快的产业之一。目前中国生产的塑料加工机械已可以满足国内的基本需要而塑料模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善5。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；同时，在模具设计中，为增加适当的难度，选择了有侧抽心机构的产品下改进行模具设计制造。并且采用了活动镶件进行脱螺纹。通过本设计，可以对注塑模具有了更深入的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。本次设计不仅巩固了我的专业知识，更锻炼了我分析问题、处理问题的能力，为我走向工作岗位奠定了良好的基础。关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面Design of Plastic Mold of Car Air Purifier Device Shell Author:Yang ZihongTutor:Chen Lihang Abstract:, Taking a trip early in the necessary pileup, the automobile has become our house to reside , along with life the exaltation of the level. However at the time of enjoying the convenient of automobile, we are also suffering with the air pollution of automobile as a result in healthily of endanger . according to this phenomenon , Its time to choose the car to carry the design of the air cleaner and its outer shell molding tool . Plastic industry grows to one of quickest industry classes in the world today, but casts the mold is developing quickly. therefore , the research of casting the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality takes a very big significance. Over the past decades, the promotion and the actual using are improved with the gradual introduction and improvement of a high level of commercial software,along with CAD technology of injection mold in the ongoing theoretical and experimental research. With great attention on the practical stage, This design introduced the injection taking the shape of basic principle. dividing from the profile to inject the mold, the structure and the principle of work , casting the product to propose the basic principle of design is especially single; Introduced in detail, the injection evil spirit mold of cold flow channel pours the system, the temperature which has given the explanation to request of the mold intensity controls the system and goes against the system of design process; Meanwhile, choosing to have the side to take out the heart organization and take off the product of the thread organization to achieve the design of molding tool manufacturing under the improvement are in the design of molding tool. Its appropriate difficulty of increment to take off the thread organization to adopt the wheel gear and take off the thread method to give the realization. Through this design , casting the mold to have a preliminary understanding , noting in the certain detail question of design and understanding the mold structure and the principle of work are possible. This design not only reinforces my expertise ability and problem solving skills, but also laid a good foundation for me to go to work. Key words：The plastic mold ; the parametrization ; inlays ; divides the profile1 前言 随着室内空气污染越来越得到市民的关注，汽车室内空气污染影响健康也成为“汽车一族”关注的焦点。人们在购买新车之后，新车气味难闻，特别是装饰材料中含有的甲醛、苯、氨等可以使人体致癌的有机气体，成为司机们的无形杀手。不知情的车主，以为新车就是这样的味道，而不主动想办法解决问题，殊不知，这是一个严重的误区。而对于旧车，由于长久的使用，异味、宠物臭味、烟味、汗味、汽油味等也困扰着众多司机和乘客。虽然香水可以暂时覆盖臭味，但是香水的成分中却含有致癌物质甲醛，长期吸入，同样对人体有害。 车载空气净化器的开发与研制势在必行。塑料模具工业近20年来发展十分迅速，早在几年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具，在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。对于注塑模具市场的发展前景，注塑模具标准化水平向高水平逐步提高；CAD/CAM/CAE技术得到普及；注塑模具生产向信息化发展2。2 塑件的基本数据2.1 塑件材料的选择 塑件的选材应考虑以下几个方面，以判断其是否能满足使用要求。 塑件的力学性能，如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能、冲击性能以及对应力的敏感性。 塑料的物理性能，如对使用环境温度变化的适应性、光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度等。 塑料的化学性能，如对接触物（水、溶剂、油、药物）的耐性、卫生程度以及使用上的安全性等。 必要的精度，如收缩率的大小及各向收缩率的差异。 成型工艺性，如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。本次设计外壳塑件材料选用ABS，ABS是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有聚苯乙烯的良好塑性、聚丁二烯的韧度、聚苯烯腈的化学稳定性和表面硬度，其抗拉强度可达3550MPa。ABS的耐候性是它的另一个优点，一般ABS塑件的使用温度范围为-40100C，这正是本塑件最适宜的使用温度范围。ABS塑料具有一定的吸湿性（含水量为0.30.8），成型时会在制件上产生斑痕、云纹、银丝、气泡等缺陷，故在注射成型之前应进行干燥处理。ABS熔体中具有中等黏度特性，流动性好。设定料温在200240C之间，模温在60C左右。 塑料密度1.021.16 g/cm，弹性模量E=1.410MPa，成型收缩率0.40.7，泊松比0.353。2.2 塑件的相关计算塑件体积 = 45.24=180.8cm塑件密度 = 1.05g/cm塑件质量 = 189.84g 流到凝料质量= 0.2x189.84=37.968g 流到凝料体积= 0.2x180.8=36.16cm 浇筑系统所需的塑料质量=189.84+37.968=227.808g 浇筑系统所需的塑料体积=180.8+36.16=216.96cm流到凝料质量可以按照塑件质量的0.2倍来估算1。3 注射机的选择及其相关参数的校核3.1 型腔数量的初步确定 一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该塑件对精度要求不高，且属于小型塑件，初步采用一模四腔的模具结构。3.2 注射机型号的确定 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。故根据国产注射机的注射容量，将本次设计所用注射机预选为XS-ZY-500，主要技术参数如下20： 结构形式：卧式 注射方式：螺杆式 螺杆直径：65mm 最大注射量：500cm 注射压力：145MPa 锁模力：3500kN 最大注射面积：1000cm 模具最大厚度：450mm 模具最小厚度：300mm 最大开模行程：500mm 喷嘴球半径：18mm 喷嘴孔半径：2.5mm 定位圈直径：120mm 模板尺寸：750850mm3.3 型腔数目的校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。型腔数量的确定方法有很多种，下面用以下二种方法来确定型腔数量。3.3.1 由注射机额定锁模力校核型腔数量nnmax（F-PA2）/PmA1=7.5 （1） 式中 F注射机的额定锁模力，F=3500KN; A1塑件在模具分型面上的投影面积，A1=15576mm2 ； A2浇注系统在模具分型面上的投影面积，A2=80mm2 ； P塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注射压力的80%， P=30Mpa。 取n=4,即一模四腔。3.3.2 由注射机的最大注射量校核型腔数量n =5.2 （2） 式中 m塑件的体积,m=189.84g； m浇注系统凝量，m=227.808g； m注射机最大注射量，m=525g； K注射机最大注射量利用系数，一般取0.8。取n=4,即一模四腔。3.4 型腔的排列方式 在设计时应注意如下几点：尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证制品质量的均一和稳定.型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生滥料现象。尽可能使型腔排列的紧凑，以便减小模具的外形尺寸。型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡但加工困难。除圆形制品和一些高精度制品外，在一般情况下，常用直线形排列和H形排列。从平衡的角度来看，应尽量选择H形排列。结合上述原则，本套模具采用H形排列的型腔排列方式。这样从流道到浇口及型腔，其形状、长度及模壁的冷却条件都相同，熔体能同时充满各型腔，也不需对各浇口进行尺寸校正。一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列、H形排列、直线形排列以及复合排列等。如图1：图1 型腔排列Fig.1 Arrangement of cavity3.5 注射机相关参数的校核3.5.1 最大注射量的校核在模具设计时，为确保塑件质量，应保证注射模内所需注射量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其额定量的80%，换句话来说，一个注射周期内，所需注射的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。必须使一个成型周期内所需注射的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。注射机多以公称容量来表示，可采用下式校核18： （3） 式中 为注塑机可注射的最大注射量（应在塑件与浇注系统凝料的重量和80%之内）（g）； 料筒温度下塑料的体积膨胀率的校正系数，对于结晶形塑料，；对于非结晶形塑料，； 所用塑料在常温下的密度（gcm）； G注射机的公称注射容量（cm）； 本次设计，取=0.93，=1.05 gcm，G=500 cm； 则 = 即，所选注射量满足要求。3.5.2 锁模力的校核注射成形时，高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力，此胀模力等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被胀模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处产生溢料现象。因此应使注射机的合模力大于模具从分型胀开的力，则 FP(nA+A) （4） 式中 F注射机的合模力（N）； A、A分别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm）； P塑料熔体在模腔内平均压力（Mpa），易于成型制品模腔压力2025 Mpa，一般民用及工业用品30 Mpa，中黏度物料、高精度制品35 Mpa，高黏度、高精度制品4045Mpa。 本次设计，取F3500kN，P30Mpa，A15576mm，A80mm， 则 30（415576+80）=1871473 N 3500kN 即所选注塑机的锁模力满足要求。3.5.3 注射压力的校核注射机的最大注射压力应大于塑件成型所需压力，即 PP （5） 式中 P注射机的最大注射压力（Mpa）； P塑件成型所需的实际注射压力（Mpa），一般制品成型注射压力70 150Mpa，当塑料熔体流动性好且塑件形状简单塑件壁厚较厚时所需注射压力较小； 本次设计，取P145Mpa，P100Mpa， 则 PP 即所选注塑机的注射压力满足要求。3.5.4 开模行程注射机的开模行程应大于脱模取出塑件所需的开模距离。 对于具有液压机械式合模机构的注射机，其最大开模行程系由肘杆机构或合模液压缸冲程所决定，而不受模具厚度影响，校核时按注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离。对单分型面模具按下式校核16：SH+H+(510) （6） 式中 S注射机开模最大行程（mm）； H塑件脱模所需顶出距离（mm）； H塑件高度（mm）； 本次设计，取S500mm，H38.8mm，H111.8mm， 则 50038.8+111.8+(510) 即所选注塑机的开模行程满足要求。综上可知，注射机符合要求。4 分型面的选择与浇注系统设计4.1 分型面的选择 模具上用以取出制品和浇注系统凝料的可分离的接触表面称之为分型面（PL）。一般的讲，分型面是模具的定模型腔板与动模型腔板的接合面，具有取出塑件和排气的作用。但是，也存在因注射压力不合理而使之涨开的可能。在模具设计阶段，应首先确定分型面位置，然后才能选择模具的结构。 分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大的影响，它决定了模具的结构类型，是模具设计工作中的重要环节。因此，分型面的正确设计需要塑料产品设计人员和模具设计人员的共同努力和配合。分型面的形状应尽可能简单，以便于制品成形和模具制造。分型面的形状可以是平面、阶梯面或者曲面，一般情况下，只采用一个与注射机开模方向相垂直的分型面，且尽可能采用简单的平面作为分型面，在特殊情况下才采用较多的分型面。 分型面的选择的一般原则: 选取塑件最大投影截面为分型面； 在开模时尽量使塑件留在动模内； 应有利于侧面分型和抽芯； 应合理安排塑件在型腔中的方位； 考虑和保证塑件的外观不遭损坏； 尽力保证塑件尺寸的精度要求； 有利于排气； 尽量使模具加工方便。 本次设计分型面选择如图214：图2 分型面Fig.2 Parting surface 4.2 浇注系统的设计浇注系统是指注射模中从主流道的始端到凹模之间的熔体进料通道。分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统两类。正确设计浇注系统对获得优质塑料产品和提高生产率极为重要。4.2.1 定位圈的尺寸设计很多注塑模具的定位采用单独加设定位圈的方法，主流道衬套（浇口套）与定位圈要与所选注射机的喷嘴和定位孔相一致。定位圈为标准件，其结构和尺寸可查表。本设计所用定位圈如图314：图3 定位圈Fig.3 Rocating ring4.2.2 主流道部分的尺寸设计主流道是从注射机喷嘴与模具接触的部位开始到分浇道为止的一段通道。在卧式或立式注射机上，主流道垂直于分型面。为了能使凝料顺利地从主流道中拔出，所以主流道设计成圆锥形。其尺寸计算如下9： （1） 主流道小端直径 主流道小端直径 d = d0 +（0.5-1）=5+（0.51），取d=6mm。（d0 为注射机喷嘴孔直径） （2） 主流道的球半径 主流道的球半径 SR = SR0+(1-2)=18 + (1 2) 取 SR = 20mm。（SR0为注射机喷嘴嘴球半径）（3） 球面配合高度 球面配合高度为 3 5 取 4mm。（4） 主流道长度 主流道长度L，应尽量小于60mm，由模架及该模具结构，取 L 0= 59mm（5） 主流道锥度 主流道锥角一般应在26，取 = 4，所以流道锥度为/2=2。 （6） 主流道大端直径 主流道大端直径 D = d+2Ltan（=4） 10mm （7） 主流道大端倒圆角 倒角 D/8 1.25mm（8） 浇口套总长L=L0+h=59+4=63mm 主流道部分及浇口套的尺寸，如图47:图4 浇口套Fig.4 Gate sets4.2.3 浇口的尺寸设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大，塑件上的一些缺陷，如缩孔、缺料、白斑、熔接痕、质脆、分解和翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此正确设计浇口是提高塑件质量的重要环节。浇口设计与塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料较快的进入并充满型腔，同时在充满后能适时冷却封闭，因此浇口截面要小，长度要短，这样可增大料流速度，快速冷却封闭，且便于塑件与浇口凝料分离，不留明显的浇口痕迹，保证塑件外观质量。此外浇口设计需遵循下述原则11： (1)尽量缩短流动距离。 (2)浇口应开设在塑件壁厚最大处。 (3)必须尽量减少熔接痕。 (4)应有利于型腔中气体排出。 (5)考虑分子定向影响。 (6)避免产生喷射和蠕动。 (7)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 (8)注意对外观质量的影响。 浇口常用的几种形式有直接浇口、矩形测浇口、扇形浇口、膜装浇口、轮辐浇口、爪型浇口、点浇口、潜伏浇口。直接浇口有时被称为非限制性浇口，而其他类型的浇口则通称为限制性浇口点浇口又称针点浇口，是一种在塑件中央开设浇口时使用的原型限制浇口，常用于成型各种壳类、盒类塑件。点浇口的优点是浇口位置能灵活的确定，浇口附近变形小，多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统；缺点是由于浇口的截面面积小，流动阻力大，需提高注射压力，宜于成型流动性能好的热塑性塑料。矩形侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制品的边缘进料。侧浇口的厚度决定着浇口的固化时间，在实践中通常是在容许的范围内首先将侧浇口的厚度加工的薄一些，在试模时在进行修正，以调节浇口的固化时间。矩形侧浇口广泛应用于中小型制品的多型腔注射模具，其优点是截面形状简单易于加工、便于试模后修正，缺点是在制品的外表面留有浇口痕迹。根据本次设计的塑件结构特点，选择矩形侧浇口。一般侧浇口的厚度为0.51.5mm，宽度为1.55.0mm，浇口长度为0.72.5mm。对于大型复杂的制件，侧浇口的厚度为2.02.5mm，宽度为7.010.0mm，浇口长度为2.03.0mm。从这些经验数据可以看到，侧浇口的宽度与厚度的比例大至是3比1。本次设计浇口的厚度为0.8mm，宽度为2.4mm，浇口长度为1.5mm。浇口图如图513：图5 浇口Fig.5 Runner4.2.4 分流道的尺寸设计分流道是主流道与浇口之间的通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。在多型腔的模具中必不可少，而在单型腔模具中，有时可以省去。常用的分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形、U形和六角形等。流道的截面积越大，压力的损失越小；流道的表面积越小，热量的损失越少。用流道的截面积和表面积的比值来表示流道的效率，效率越高，流道设计得越合理。 本次设计，将分流道形状设计成半圆形，取D=6mm,如图64：图6 分流道Fig.6 Shunt4.2.5 计算体积流率因为塑件较大，且为一模四腔，所需的注射塑料熔体的体积也因此较大，而主流道尺寸由于和注射剂喷嘴孔直径相关联，其直径并不小，因此主流道体积流率较大 ，查中国模具工程大典，取=4x103 s-1，代入得 =89cm3/s （7）式中R主流道平均半径（cm）,为（6+10）/4=0.4cm 4.2.6 流程比校核在确定大型塑件的浇口位置时，还应考虑塑料熔体所允许的最大流动距离比（简称流程比）。流程比是指溶体在型腔内流动的最大长度与相应的型腔厚度之比。也就是说当型腔厚度增大时，溶体所能够达到的流动距离也会长一些。若计算得到的流程比大于此值，这时就需要改变浇口位置，或者增加塑件的壁厚，或者采用多浇口方式来减小流程比。注射压力为145MPa，塑件材料为ABS，计算流程比为： K=114 （8） 式中 K流程比； 溶体在型腔内流动的最大长度 相应的型腔厚度。 查塑料模具设计指导p21表2-9得，允许的流程比范围是100140，故符合要求。4.2.7 注射时间模具开模时间 （9）式中 q主流道体积流量； t注射时间； v模具成型时所需塑料熔体体积。4.2.8 校核剪切速率 （10） 合理。4.2.9 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同5。4.2.10 冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道模道末端，其作用是除去熔体流动前锋的“冷料”，防止冷料进入型腔而影响塑件质量。对于主流道冷凝料拉出，所以冷料穴直径宜稍大于主流道大端直径。本次设计拉料杆形状采用球形，如图717：图7 拉料杆Fig.7 Pulling rod5 成型零部件的设计5.1 型芯、型腔的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括型腔、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。型腔是成型塑件外轮廓的零件，本套模具采用整体式型腔，它是由一整块金属材料直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形，但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。经分析本次设计型芯采用整体式16。5.2 影响工作尺寸的因素5.2.1 塑件的收缩率波动塑件成型后的收缩变化与塑料的品种，塑件的形状、尺寸、壁厚，成型工艺条件，模具的结构等因素有关。确定准确的收缩率是很困难的，由于工艺条件塑料批号发生的变化会造成塑件收缩率的波动，其塑料收缩率波动误差为： （11） 式中 塑料收缩率波动误差； 塑料的最大收缩率； 塑料的最小收缩率； 塑件的基本尺寸。5.2.2 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“-”，制品内腔尺寸公差取正值“+”，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“”。5.2.3 模具制造误差 实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即 2=（），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“”。5.2.4 模具的磨损量 实践证明，对于一般的小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，即=，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量=0。5.2.5 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。一般当模具分型面的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产声的飞边也小。飞边厚度一般应小于0.020.1mm19。5.3 成型零件工作尺寸的计算按平均收缩率、平均磨损量和平均制造公差为基准的计算方法。从塑料成型工艺与模具设计的附表B中可查到ABS的最大收缩率和最小收缩率，该塑料的平均收缩率为12： (12)=（0.3%+0.8%)/2100%=0.55% 5.3.1 型腔径向尺寸的计算 如前所述，塑件外形的基本尺寸是最大尺寸，其公差为负偏差，如果塑件上原有公差的标注与此不符，应按此规定转换为单向负偏差，因此，塑件的平均径向尺寸为。模具型腔的基本尺寸是最小尺寸，公差为正偏差，形象的平均尺寸则为+。型腔的平均磨损量为，考虑到平均收缩率，则得到模具型腔的径向尺寸为12: (1) (13) = 式子中 模具型腔径向基本尺寸1； 塑件外表面的径向基本尺寸1； 塑料平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差，查表得=0.063； 模具成型零件制造误差，=/3=0.021； 模具成型零件的磨损引起的误差，=/6=0.0105。(2) (14) = 式子中 模具型腔径向基本尺寸2； 塑件外表面的径向基本尺寸2； 塑料平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差，查表得=0.054； 模具成型零件制造误差，=/3=0.018； 模具成型零件的磨损引起的误差，=/6=0.009。5.3.2 型腔深度的计算 计算型腔深度时，由于型腔的底面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，由此推导出型腔深度为12： (15)= 式子中 模具型腔深度基本尺寸； 塑件凸起部分高度基本尺寸； X修正系数，X=1/31/2,当塑件尺寸较大、精度要求低时取小值；反之取大值。 同理可以计算出型芯的尺寸。5.4 成型零部件的强度与刚度计算5.4.1 成型零部件强度、刚度计算需考虑的问题（1）需要总体考虑的问题:模具型腔壁厚的计算以成型过程中型腔受到的最大压力为准。注射成型时，最大压力是在熔体充满型腔的瞬间产生的。在保压过程中，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。对于大尺寸模具型腔，刚度不足时主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；对于小尺寸模具型腔，在发生大的弹性变形前，其应力往往超过了模具材料的许用应力，因此，强度不足是主要矛盾，计算型腔壁厚应以满足强度条件为准。型腔壁厚的强度计算条件是型腔在各种受力形式下受到的最大应力值不得超过模具材料的许用应力，即；型腔壁厚的刚度计算条件应使型腔弹性变形的最大值不超过允许变形量，即。(2)防止产生溢料：塑件成型过程中，当高压溶体进入型腔时，模具型腔配合面的某些过大的间隙会出现溢料，这时应根据塑料的粘度特征，在不产生溢料的前提下，将允许的最大间隙值作为型腔的刚度条件。（3）保证塑件尺寸精度：某些塑件个别部位尺寸精度较高，要求模具型腔具有很好的刚性，保证塑料熔体进入型腔时不能产生过大弹性变形。此时，型腔允许变形量可由塑件尺寸和公差值确定，由塑件尺寸精度确定的刚度条件可用经验公式。（4）保证塑件顺利脱模:如果型腔刚度不足，在熔体高压作用下会产生过大弹性变形，当变形量超过塑件收缩率时，塑件周边将被型腔紧紧包住难以脱模。如果强制推出，容易使塑件划伤或破裂，型腔允许弹性变形量应小于塑件壁厚的收缩值，即 ts (16) 式中 保证塑件顺利脱模的型腔允许弹性变形量，mm; t塑件壁厚，mm; S塑件的收缩率。5.4.2 型腔侧壁厚度的计算 弹性模量E=2.06MPa, 许用变形量mm, 型腔内熔融塑料的压力P=30Mpa,泊松比=0.35 ，型腔内半径r=70.43mm,许用应力 =390Mpa。 (1)按刚度条件计算： (17) =mm （2）按强度条件计算： (18) 根据模具整体布局需要，取侧壁厚度30mm。5.4.3 型腔腔底厚度的计算 （1）按刚度条件计算： (19) （2）按强度条件计算： (20) 根据整体布局及标准模板要求，型腔腔底厚度取为25mm。6 导向机构及排气系统设计6.1 导向机构设计6.1.1 导柱 导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零件部件之间的准确对合，起定位和导向作用。绝大多数导向机构由导柱和导套组成，称之导柱导向机构，此外也有锥面，销等作定位导向的结构。因此，导向机构主要有导柱导向和锥面导向两种形式，其设计的基本要求时导向精确，定位准确，并具有足够的强度，刚度和耐磨性。本次设计采用导柱导向机构，导柱导向机构时利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对和精度。导柱导向机构设计的内容包括：导柱和导套的经典结构；导柱与导向孔的配合以及导柱的数量和布置等18。导柱结构如图8:图8 导柱Fig.8 Guide post6.1.2 导套为使导柱顺利进入导套，在导套的前端应倒圆角。导（套）向孔最好做成通孔，否则会由于孔中的气体无法逸出而产生反压，造成导柱导入的困难，当结构需要必须做成盲孔时，可在盲孔的侧面增加通气孔。导套一般可采用淬火钢或青铜等耐磨材料制造，其硬度应比导柱低，以改善摩擦，防止导柱或导套拉毛。导套固定部分表面粗糙度Ra一般为0.8m。本次采用的导套如图919：图9 导套Fig.9 Guide sleeve6.2 排气系统排气系统的作用是在注射过程中，将型腔中的气体有序而顺利的排出，以免塑件产生气泡、疏松等缺陷。注射过程中需排出的气体有以下几种：1、浇注系统和型腔中原有的自然空气；2、塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸气；3、塑料熔体在受热或凝固时分解产生的低分子挥发气体；4、塑料熔体中某些添加剂的挥发和化学反应所产生的气体。在高速成型过程中，高温的塑料熔体，将这些气体驱赶并压缩至死角，形成多个高温高压的气压室。这些高压的气室的反压作用，阻止熔料的正常快速充模，而高温也能引起塑件局部的碳化、烧焦。同时这些高温高压的气室也可能渗入塑料熔体内部，造成填充不足，产生气孔、空洞、组织疏松等影响塑件强度的缺陷。因此，在注射过程中，及时将这些气体有序的排出模外是十分必要的。本套模具采用从分型面上自然排气的形式。合模再严密，由于分型面的平面误差的缝隙作为排气通道是足够的3。7 冷却系统的设计为了提高冷却系统的效果和使型腔表面温度分布均匀，模具冷却系统的设计应遵循的原则： 合理的确定冷却管道的中心距及冷却管道与型腔壁的距离； 尽可能使冷却孔至型腔表面的距离相等； 加强浇口处冷却； 降低冷却介质出入口处的温度差； 合理考虑冷却管道的排列形式； 合理确定冷却水管接头位置； 冷却系统的设计要考虑尽量避免其与模具结构中其他部分的干涉现象； 冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表平面； 冷却水通道要易于加工和清理。此外，注意水管的密封问题，以免漏水。一般，冷却水道应避免镶块，否则在接缝处漏水，若必须通过镶块时应加密封。进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧。为了不影响操作，通常应将进出口接头设在注射机背面的模具一侧。普通模具的冷却水应采用常温的水，通过调节水流量来调节模具温度。对于小型塑件，由于其注射时间和保温时间都比较短，成型周期主要由冷却时间决定，为了提高成型效率，可以采用经过冷却的水进行冷却。用冷却水进行冷却时大气中的水分子会凝聚在型腔表面易引起塑件的缺陷，对此要加以注意。模具的工作温度在40（平均），用常温20的水作冷却介质，其出口温度为25。求塑件在固化时每小时释放的热量Q： ABS的单位热流量，塑化能力: 则 (21) 冷却水的体积质量 : (22) 冷却管道直径 d=8mm 冷却水在管道内的流速： (23) 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数h： (24)冷却管道总传热面积A： (25) 模具上应开设的冷却管道的孔数n： (26) 根据经验设计，取n=2，控制冷却水的流速15。8 侧向分型抽芯机构设计注射模中凡与注射机开模方向一致的分型和抽芯都比较容易实现，因此模具结构也较简单。但对于某些塑料制件，由于使用上的要求，不可避免地存在着与开模方向不一致的分型。对于具有这种结构的制件除及少数情况可以进行强制脱模外，一般都需要进行侧向分型与抽芯，才能取出制件。能将活动型芯抽出和复位的机构称为抽芯机构，侧向分型和抽芯机构按动力来源可分为手动、气动、液压和机动四种类型。侧向分型与抽芯机构的基本结构包括侧型芯、销钉、斜导柱、楔紧块、压缩弹簧、限位块、滑块等。开模时开模力通过斜销迫使滑块在推件板的导滑槽内向外移动，完成侧向抽芯动作。为了保证合模时斜导柱能准确地进入滑块的斜孔中，以便使滑块复位，机构上应设有定位装置。同时还应设置有定位装置和锁紧装置,来实现目的9。8.1 主要参数的确定8.1.1 抽芯距S型芯从成型位置抽到不防碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用S表示。一般抽芯距等于侧孔或侧凹深度S0加上2-3的余量。由于要抽出最少26，所以将抽芯距定为30。8.1.2 斜导柱的倾角a 斜导柱的倾角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜导柱长度，而且对斜导柱的受力状况有重要影响。决定斜导柱倾角的大小时，应从抽芯距、开模行程和斜导柱受力情况几方面来考虑。生产中，一般取=1520，不宜超过25。根据塑件的结构形状要求，在设计中取斜导柱的倾角为20。为了达到要求的抽芯距S，所需的开模行程H与斜导柱的倾角的关系为 H=Scot (27) 斜导柱有效工作长度L与倾角的关系为 L=S/sin (28) 根据上式得斜导柱的有效长度为L=30/sin20=88 取L=90mm；8.2 侧向抽芯机构的结构设计要点：8.2.1 斜导柱斜导柱形状多为圆柱形，为减少其与滑块的摩擦，可将其圆柱面洗扁，斜导柱端部常作成半球状或锥形，锥体角应大于斜导柱的倾角，以避免斜导柱有效工作长度部分脱离滑块斜孔后，锥体仍有驱动作用。斜导柱与滑块斜孔配合间隙一般为1mm。需要延时抽芯的机构其间隙根据需要来定。与导柱相似，斜导柱也采用45或20号钢，热处理硬度在55HRC以上，表面粗糙度Ra不大于0.8um。与滑块斜孔采用较松的间隙配合。如图10：图10 斜导柱Fig.10 Bevel pillar8.2.2 滑块滑块上装有侧型芯或成型镶块，在斜导柱的驱动下，实现侧抽芯或侧向分型，因此滑块是斜导柱抽芯机构的重要零部件。滑块与型芯有整体和组合式两种结构，整体式便于加工，组合式便于加工、维修和更换，并能节省优质钢材，滑块上构成型腔面积较大或者深型腔抽芯时，须设置冷却回路，以保证制品质量和制品顺利脱模。根据设计需要，设计中滑块为整体式，滑块常用45号钢或T8、T10制造，淬硬在40HRC上，本次设计的滑块形式如图1111：图11 斜滑块Fig.11 Inclined slider8.2.3 滑块与导滑槽导滑槽应使滑块运动平稳可靠，二者之间上下、左右各有一对平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有间隙。滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，不应有卡滞、跳动现象。滑块的导滑部分应有足够的长度，以免运动中产生歪斜，一般导滑部分长度应大于滑块宽度的2/3，而且导滑槽的长度也不能太短。导滑槽应有足够的耐磨性，通常用T8、T10或45号钢来制造，硬度在50HRC上14。8.2.4 滑块定位装置开模后滑块必须停留在一定的位置上，否则闭模时斜导柱将不能准确进入滑块，致使模具损坏，为此必须设置滑块定位装置。设计中采用压缩弹簧来实现滑块的定位。8.2.5 锁紧块 锁紧块用于在模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料溶体对滑块的推力，以免斜导柱弯曲变形，锁紧块的楔角应大于斜导柱的倾角，一般取 =+（23） (29)设计中取=22。如图12：图12 锁紧块Fig.12 Locking block9 结论模具设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种模具设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。模具设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制