机械毕业设计（论文）-控制器壳体盖塑料模具设计【全套PROE三维】.pdf

本科毕业设计本科毕业设计(论文论文)题目题目：控制器壳体盖塑料模具设计控制器壳体盖塑料模具设计系别：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：2013年05月I控制器壳体盖塑料模具设计控制器壳体盖塑料模具设计摘摘要要本次设计题目控制器壳体盖塑料模具设计，根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用一出二件，侧入式浇口进料，注射机采用海天120W1B型号，设置冷却系统，CAD和PROE绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；PROE绘制3D图，注射机的选择全套图纸，加全套图纸，加153893706IIThecontrollerhousingcoverplasticmolddesignAbstractThetitleofthethesisisthedesignofthecontrollerhousingwhichusedplasticmouldTounderstandtheuseofplasticpartsinaccordancewiththerequirementsoftheplasticproductsanalysisofthetechnicalrequirementsoftheplasticpartsoftheprocessdimensionalaccuracyselecttheworkpiecesizeoftheplasticparts.ThemoldusingatwosidegatefeedinjectionmachineadoptsHaitianthe120W1BmodelsandsetacoolingsystemCADandPROEdrawingtwo-dimensionalassemblydiagramandpartsdiagramreasonablemoldprocessings.Attachamanualusebrieftextaconcisediagramandcalculatedanalysisofplasticpartsinordertomakeareasonablemolddesign.Keywords:mechanicaldesignmolddesignCADdrawingtwo-dimensionalmapPROEdraw3DmapsinjectionmachineselectionIII主要符号主要符号T额定锁模q模腔压力K安全系数minH最小模具厚度maxH最大模具sd塑件尺寸误差maxS塑料的最大收缩率minS塑料的最小收缩率L塑件尺寸S塑料的平均收缩率D塑料的公差d模具制造公差d型腔许用变形量E型腔材料的弹性模量s型腔材料的需用压力a脱模斜度f摩擦系数F脱模力f推杆长度系数Q总脱模力s应力ss屈服极限强度IVIV目目录录1绪论绪论.11.1塑料简介.11.2注塑成型及注塑模.11.3本文主要研究内容.22塑料材料分析塑料材料分析.32.1塑料材料的基本特性.32.2塑件材料成型性能.32.3塑件材料主要用途.43塑件的工艺分析塑件的工艺分析.53.1塑件尺寸及精度.63.2塑件表面粗糙度.63.3塑件的体积和质量.74注射成型工艺方案及成型零件设计注射成型工艺方案及成型零件设计.84.1注射成型工艺过程分析.84.2浇口种类的确定.84.3型腔数目的确定.94.4注射机的选择和校核.94.4.1注射量的校核.104.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核.104.4.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核.115导向机构的设计导向机构的设计.135.1导向机构的作用.135.2导柱导向机构.135.2.1导向机构的总体设计.135.2.2导柱的设计.145.2.3导套的设计.146注射模具结构设计注射模具结构设计.156.1分型面的设计.156.2型腔的布局.156.3浇注系统的设计.166.3.1浇注系统设计的组成及要求.166.3.2主流道设计.16V6.4分流道设计.176.4.1分流道设计要点.186.4.2分流道的形状和尺寸.186.4.3分流道的表面粗糙度.196.4.4冷料穴的设计.196.5注射模成型零部件的设计.196.5.1成型零部件结构设计.196.5.2成型零部件工作尺寸的计算.206.6排气结构设计.236.7脱模机构的设计.236.7.1脱模机构的选用原则.236.7.2脱模机构类型的选择.246.7.3脱模力的计算.246.7.4推杆机构具体设计.246.8注射模温度调节系统.256.8.1温度调节对塑件质量的影响.256.8.2冷却系统之设计规则.266.9模架的选用.267模具材料的选用模具材料的选用.287.1成型零件材料选用.287.2注射模用钢种.288模具工作过程模具工作过程.30总结总结.32参考文献参考文献.33致谢致谢.35毕业设计（论文）知识产权声明毕业设计（论文）知识产权声明.错误！未定义书签。错误！未定义书签。毕业设计（论文）独创性声明毕业设计（论文）独创性声明.错误！未定义书签。错误！未定义书签。1绪论11绪论绪论现代工业的飞速发展为素有“工业之母”美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之“关键词”。在此背景下，如何更深入地认识塑料模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材的迅速发展与国民经济的快速增长，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，其发展速度将快于其他模具种类，塑料模具的加工与生产将形成遍地开花之势模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。1.1塑料简介塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2注塑成型及注塑模注塑成型及注塑模将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及批量较小的塑料件的生产。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧毕业设计（论文）2式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成2。注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。1.3本文主要研究内容本文主要研究内容本次毕业设计的课题是控制器壳体盖注射模设计，也就是设计一副注塑模具来生产壳体盖塑件产品，基于此，必须实现大批量的生产、提高生产效率，降低生产周期，才能降低成本。注射模具的使用是实现高效率生产的一个非常好的途径，在本次设计中就是要对塑料壳体盖塑件的特性进行分析，对成型工艺性的可行性进行分析，完成其生产模具的设计。模具的设计过程综合性很强，需要考虑的因素很多，需要一个整体的思维模式去考虑问题，才能设计出一个合格的作品。本此设计的目标，就是通过确定成型零件、推出机构等的合理结构并进行计算校验，设计出一个结构合理、操作简单、动作可靠、使用寿命长的模具。2塑料材料分析32塑料材料分析塑料材料分析2.1塑料材料的基本特性塑料材料的基本特性ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，不透明，密度为1.021.053cmg。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响，ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂，ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度约为93C耐候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。ABS的性能指标：密度1.021.05（3-dmKg），收缩率%8.03.0，熔点C160130，弯曲强度80Mpa，拉伸强度3549Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度1839Mpa，缺口冲击强度11202mkJ，硬度6286HRR，体积电阻系数cmW1310，收缩率00008.04.0范围内。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。2.2塑件材料成型性塑件材料成型性能能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用潜伏式浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060C0，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080C0。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2塑料材料分析42.3塑件材料主要用途塑件材料主要用途ABS在机械工业上用来制造壳体盖、泵业轮、轴承、把手、管道、产品、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。3塑件的工艺分析53塑件的工艺分析塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。壳体盖如图3.1所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构中等复杂程度，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。图3.1塑件的结构设计脱模斜度的确定，由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5o，本次设计，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为301，型芯脱模斜度为1o。塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14mm，最常用的数值为23mm。该产毕业设计（论文）6品壁厚均匀，周边和底部壁厚均为2.5mm左右。c.塑件的圆角是为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.51mm的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。d.塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。3.1塑件尺寸及精度塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献4表3-2塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT3级精度，未注采用MT4级精度。3.2塑件表面粗糙度塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra0.021.25mm之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的12，即Ra0.010.63mm。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。由于该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高，外部为Ra0.8mm，内部为Ra1.2mm。毕业设计（论文）73.3塑件的体积和质量塑件的体积和质量本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在PROE软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的质量3902.54mv=（ABS的密度为1.023cmg），即可以得出该塑件制品的质量为gvm3.56902.5402.1=r。4注射成型工艺方案及成型零件设计84注射成型工艺方案及成型零件设计注射成型工艺方案及成型零件设计4.1注射成型工艺过程分析注射成型工艺过程分析根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。a.成型前对原材料的预处理，ABS材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。干燥条件为100到200，23小时。加工前的湿度必须小于0.02%。b.料筒的清洗，在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。c.脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对ABS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步:注射成型过程完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。第三步：制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为ABS，就采用退火处理13小时。4.2浇口种类浇口种类的的确确定定注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中壳体盖塑件外表面质量要求不是很高，所以本次设计选用侧入式浇毕业设计（论文）9口如图4.1所示。图4.1侧浇口示意图4.3型腔数目的确定型腔数目的确定单型腔模具的优点是：塑件精度高，工艺参数易于控制，模具结构简单，模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生产效率低，成本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。多型腔模具的优点是：塑件成型生产率高，成本低。其缺点是：塑件精度低，工艺参数难以控制，模具结构复杂，模具制造成本高，周期长。多型腔模具适用于大批量长期成产的小塑件。在多型腔模具的实际设计中，型腔数目的确定方法主要有两种：a.首先确定注射机的型号，在根据注射机的技术参数和塑件的技术经要求，计算出要求选取型腔的数目。b.先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核。一般可以按以下几点对型腔数目进行确定：按注射机的最大注射量；按注射机的额定锁模力；按塑件的精度要求；根据生产经济性。考虑到塑料端盖为单塑件，综合以上因素，这里考虑采用方案(2)的方法确定型腔数目，为保证产品质量，以及提高生产效率，考虑采用一模两腔的形式因为本设计中采用侧入式浇口，且塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模两腔，进行加工生产。4.4注射机的选择和校核注射机的选择和校核由于采用一模两腔，需要至少注射量为56.32=112.6g，流道水口废料3.5g，总注塑量达到116.1g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为海天120W1B。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：毕业设计（论文）10表4.1海天120W1B注塑机参数型号单位120W1B参数螺杆直径mm40理论注射容量cm3214注射重量PSg195注射压力Mpa171注射行程mm170螺杆转速rmin0190料筒加热功率KW9.75锁模力KN1200拉杆内间距(水平垂直)mm410410允许最大模具厚度mm450允许最小模具厚度mm150移模行程mm360移模开距(最大)mm810液压顶出行程mm120液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l280机器尺寸(长宽高)m4.831.261.96机器重量t4.6最小模具尺寸(长宽)mm2902904.4.1注射量的校核注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为：80%mmnm21+（4.1）式中n型腔数量1m单个塑件的重量（g）2m浇注系统所需塑料的重量（g）本设计中：n=2=1m56.3g2m=3.5ggm1.1165.33.562=+=注塑机额定注塑量为195g，注射量符合要求。4.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现毕业设计（论文）11象，必须满足以下关系。AAnA+21（4.2）式中n型腔数目1A单个塑件在模具分型面上的投影面积2A浇注系统在模具分型面上的投影面积n=21A=6392.52mm2A=363.62mm21AnA+=26392.5+363.6=13148.62mm注射成型时为了可靠的锁模，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，即：（21AnA+）PF（4.3）式中：P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据表4.1所示，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MP。（21AnA+）P=13148.6301.1=433.9KN1200KN锁模力符合要求。4.4.3模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核a.模具闭合高度必须满足以下公式maxminHHH（4.4）式中minH注射机允许的最大模厚maxH注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度H为350mm150H321max（4.5）式中H1模具厚度H2顶出行程H3包括浇注系统凝料在内的塑件高度毕业设计（论文）12C安全距离本设计中maxS=810mm1H=350mm2H=60mmH3=133mmC取30mm总的开模距离需要S=580mm以上经计算，符合要求。c.顶出装置的校核在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。海天120W1B型注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。5导向机构的设计135导向机构的设计导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导套导向和锥面定位两种类型。导柱导套导向机构用于动模和定模的开合模导向以及脱模机构的运动导向。5.1导向机构的作用导向机构的作用在注射模中，指引动模与定模之间按一定的方向闭合和定位的装置，称之为合模导向机构。因此，导向机构的功能有：a.定位作用：为避免模具在装配时，因方向搞错而损坏成型零件，并在模具闭合后，使型腔在工作过程中能保持正确形状和位置；确保塑件壁厚的均匀性。b.导向作用：在动模向定模闭合行进中，导向机构应首先接触，引导动、定模沿准确方向和位置闭合，避免凸模首先进入型腔而发生损伤事故。为此，导柱必须比凸模端面高出68mm。c.承受一定侧压力：高压塑料熔体注入型腔时，会产生单向侧压力。或由于型腔侧面不对称；或由于模具的中心与分型面上成型的几何中心不一致，会产生较大的侧压力，均须由合模导向机构来承担。但当单向侧压力过大时，需增设锥面定位机构来承担。d.支撑定模型腔板或动模推件板：对于双分型面注射模，导柱还需支撑定模型腔板的重力，也对此板导向和定位。对于脱模机构中设置的导柱，也有此种功能。5.2导导柱柱导向机构导向机构合模导向机构是保证动、定模或在上、下模合模时，正确的定位和导向的件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，一般情况下常采用导柱导向定位。导柱导向机构，包括导柱和导套两个主要零件，分别安装在动、定模两边。5.2.1导向机构的总体设计导向机构的总体设计a.导柱的设计要点：导柱的直径是模具大小而定，但必须具有足够的抗强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料多半采用低碳钢（20）渗碳淬火处理，硬度为5055HRC。也可直接采用T8A碳素工具钢，再经淬火处理。b.导柱的长度通常应高出凸模端面68mm，以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。c.导柱的端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。d.导柱的配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7f6或H8f8，而安装孔则采用过渡配合H7m6或H7k6，配合部分表面粗糙度为Ra=0.8mm。毕业设计（论文）14e.导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸而定，模具尺寸越大，导柱间中心应越大，所选导柱直径也越大，所选导套直径也越大。5.2.2导柱的设计导柱的设计导柱的基本结构形式有两种。一种是除安装部分的凸肩外，长度的其余部分直径相同，成为带头导柱GB4169.4-84。另一种是除安装部分的凸肩外，使安装的配合部分直径比外伸的工作部分直径大，成为有肩导套GB4169.5-84。带头导柱用于生产批量不大的模具，可以不用导套。有肩导套用于采用导套的大批量生产并高精度导向的模具。为了减小导柱导套的摩擦，有的导柱开设油槽。小型模具常采用带头导柱，大型模具常采用有肩导柱。本模具采用不加油槽的带头导柱，根据GB4169.4-84选用直径为30mm长度为175mm的导柱。其示意图5.1如下：（a）导柱二维图（b）导柱三维图图5.1导柱5.2.3导套的设计导套的设计导套形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前段倒一圆角R。导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔（不通孔）时，孔内空气无法逸出，而产生发反压力，给导柱的进入造成阻力。当结构需要开不通孔时，就要不通孔的侧面增加通气孔或在导柱的侧壁磨出排气槽。导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱或导套拉毛。本模具根据GB4169.3-84选用直径为42mm的导套。其示意图5.2如下：（a）导套二的二维图（b）导套二的三维图图5.2导套二6注射模具结构设计156注射模具结构设计注射模具结构设计6.1分型分型面面的设计的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：a.分型面应选在塑件外形最大轮廓处；b.使塑件在开模后留在动模上；c.分型面的痕迹不影响塑件的外观；d.浇注系统，特别是浇口能合理的安排；e.使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；f.使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，采用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧，分型面如下图6.1。图6.1分型面6.2型型腔腔的的布局布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局如图6.2所示：毕业设计（论文）16图6.2型腔布局方式6.3浇注系统的设计浇注系统的设计6.3.1浇浇注注系统系统设计的设计的组组成及要成及要求求普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。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。浇注系统对塑件性能、尺寸、质量，原材料利用率和模具结构有很大影响。设计浇注系统时一般考虑的内容有：a.对模腔的填充迅速有序；b.可同时充满各个型腔；c.对热量和压力损失较小；d.尽可能消耗较少的塑料；e.能够使型腔顺利排气；f.浇注道凝料容易与塑料分离或切除；g.不会使冷料进入型腔；h.浇口痕迹对塑料外观影响很小。6.3.2主主流道流道设计设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。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。一个好的主流道应该能使温度降和压力损失最小。主流道通毕业设计（论文）17常设计在浇口套中，如下图6.3所示。为了能使凝料能顺利从主流道中脱出，主流道应该设计成圆锥形，其锥角a=26本次设计取2，小端直径d比注射机喷嘴直径达0.51mm。主流道球面半径应该比喷嘴球面半径大12mm。流道的表面粗糙度aR0.8mm。图6.3主流道形式与喷嘴机关系1注射机喷嘴；2浇口套浇口套一般采用碳素工具钢，如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度为5357HRC。浇口套的结构形式如图6.4所示，浇口套与模板间的配合采用H7m6过渡配合；浇口套与定位圈采用H9f9配合。图6.4浇口套的结构形式经过对浇口套结构形式的对比，与对塑料成型性能的分析，考虑模具结构的合理性。最终决定本设计采用台阶固定形式。其参数具体设计如下：设计中选用的注射机为海天120W1B，其喷嘴直径为3mm，喷嘴球面半径为10mm。6.4分流道设计分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔膜局一定要设置分流道，大型塑件由于使用多浇口进料也许设置分流道。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。毕业设计（论文）186.4.1分流道设计要点分流道设计要点a.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。b.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料穴。c.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。d.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。e.分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。6.4.2分流道的形状和尺寸分流道的形状和尺寸a.分流道的形状和分流道设计在动模或定模的一侧或两侧，在设计时，其截面形状应尽量使其比表面积小，可以使其热量损失减少。常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、半圆形和矩形等几种形式，如图6.5所示。图6.5浇口道圆形截面的比面积最小，但是需要开设在分型面的两侧，制造时要保证模板上两部分的对中吻合，加工不是很方便；梯形和U形截面加工比较容易，热量损失和压力损失也较小，为常用的截面形式；半圆截面加工需球头铣刀，表面积比梯形和U形略大，也是设计中尝使用的形式；矩形截面比面积大，流动阻力大，