毕业设计（论文）-吹风机头注射模设计[抽芯]【全套图纸PROE】.doc

本科毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 28 页1 前言全套图纸，加1538937061.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位1。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型2。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。 1.3 我国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50（中国台湾：40），塑料模具约占33（中国台湾：48），压铸模具约占6（中国台湾：5），其他各类模具约占11（中国台湾：7）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（19611981），成长期（19811991），成熟期（19912001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。1.4 世界五大塑料生产国的产能状况美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量一出口量)，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000年为159公斤，2001年略减为155公斤 ，居全球第3位。美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家，其中职工人数少于50人的占总数的53，50l00人的占21，100500人的占23，超过500人的占近4，职工总数近90万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达110万，2001年的出货金额为2150亿美元，人均出货金额为195美元。德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。2001年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯125万吨)，氯乙烯175万吨，聚丙烯160万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160公斤，在世界上仅少于比利时的172公斤，高于美国的155公斤，排在世界第2位。德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人，2001年的出货金额为360亿美元，人均126美元。德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨，1992年和1993年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至1258和1225万吨。从1994年起产量再度增长，1994年、1995年和1996年分别回升到1300万吨、1400万吨和1470万吨，1997年的产量又比上年增长3.7，达到1521万吨，首次超过1500万吨。但这种增势在1998年受到遏制，产量大幅度减少。1998年，日本塑料产量为1390万吨，比上年减少了8.7。1999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨，但仍远未恢复到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料)产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位。韩国塑料产量增长十分迅速，1986年超过200万吨，1990年增达300万吨，1992年突破500万吨，1994年、1996年和1997年分别上升到600多万吨、700多万吨和800多万吨，1998年产量增至850万吨，1999年突破900万吨，2001年达1200万吨，跻身于世界5大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001年产量为340万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯180万吨)，聚丙烯以238万吨排在第2位，其次分别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABSAS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国内塑料消费量2001年420万吨，只相当于产量的1/3略高。人均塑料消费量2001年为106公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为3.1万人，出货金额为85亿美元，人均276美元。塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为2001年产量)。1.5 我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国3。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平4。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。2 吹风机头注射成型工艺分析与工艺方案的确定2.1 吹风机头注射成型工艺分析5制件的注射成型工艺分析主要从制件的形状、尺寸、精度要求、材料等方面进行分析，并使其作为模具设计的根本依据。要求： 模具腔数：一模1腔生产批量：大批量材料：PE制件图如图2-1所示 图2-1 吹风机头2.1.1 塑件的材料性能典型应用范围:塑料制品，箱柜，管道联接器注塑模工艺条件:干燥熔化温度：180280模具温度：2040，为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。注射压力：最大可到1500bar。保压压力：最大可到750bar。注射速度：建议使用快速注射速度。流道和浇口：可以使用各种类型的流道和浇口。PE特别适合于使用热流道模具。化学和物理特性:商业用的PE材料的密度为0.910.94 g/。PE对气体和水蒸汽具有渗透性。PE的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。如果PE的密度在0.910.925 g/之间，那么其收缩率在2%5%之间；如果密度在0.9260.94 g/之间，那么其收缩率在1.5%4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。PE在室温下可以抵抗多种溶剂，但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀6。2.1.2 塑件的尺寸和精度要求塑件的总体尺寸主要取决于塑料品种的流动性。而塑件的尺寸精度受到各个方面因素的影响，如模具制造精度及使用后的磨损，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，塑件的形状，飞边厚度的波动，脱模斜度及成型后塑件尺寸变化等。该零件要求采用精度等级为7级的尺寸公差7。2.1.3 塑料制品的成型收缩塑料制件从模具中取出发生尺寸收缩的特性称为塑料的收缩性。影响收缩的基本因素有塑料品种，塑料特性，进料口的形式、尺寸、分布，成型条件。塑料的收缩数据是以标准试样实测得到的。查表得PE的计算收缩率为1.54，其平均收缩率按下式计算：因此，PE的平均收缩率Scp为：2.75，符合设计标准。2.1.4 塑料制件的脱模斜度由于塑料冷却后产生收缩，会紧紧抱在凸模货成型型芯上，或由于粘附作用，塑件紧贴在凹模型腔内。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，在设计时塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度8。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内，否则在图样上应予说明。PE塑料的脱模斜度如下表：制件材料PE塑料脱模斜度凹模（型腔）40120凸模（型芯）3512.2 注射成型工艺方案的确定吹风机头是一个薄壁对称的塑料件，根据塑料件的结构特点，成型模具需采用哈夫结构、侧向抽芯等成型结构，通过具体考虑采用下面模具结构方案进行设计9。图2-2 设计方案图如上图2-2所示，此结构方案采用导柱哈夫型机构，哈夫滑块在动模的推板上滑动。启模时，哈夫滑块在斜导柱的作用下向两侧移动，脱离斜导柱后，靠弹簧作用顶住钢球定位。随后，顶出装置工作，顶杆顶出推板将制品从型芯上脱出。2.2.1 注射机型号的确定（1）制件的PRO/E模型分析在PRO/E环境下，输入PE塑料的密度值，PRO/E模型分析结果如下：体积4.34327924.34曲面面积3.1085922密度0.92 g/cm质量4.5604432（2）确定注射机的型号根据PRO/E模型分析结果的体积和一模一腔的要求，可知塑料注射量约为4.34，因此选用公称注射量为30，型号为XS-Z-30的注射机，其主要技术规格如下表：型号XS-Z-30螺杆（柱塞）直径/mm28注射容量（cm3）30注射压力/MPa1190锁模力/kN25最大注射面积/cm290模具厚度/mm最大180最小60模板行程/mm160喷嘴球半径/mm122.2.2 注射机有关参数的校核（1）注射量的计算在一个注射成型周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件的浇注系统两部分容量或质量之和，即V一个成型周期内所需注射的塑料容积，；n型腔数目，由一模一腔可知n1；Vn单个塑件的容量，由PRO/E模型分析可知Vn4.34；Vj浇注系统凝料的容量，Vj由下式求得：Vj.8Vg-nVn0.830-14.3419.66，取Vj10，其中Vg为注射机额定注射量。因此，V14.34+1014.34（2）注射压力的校核注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品成型的需要7。验证公式如下：其中K为安全系数，K1.251.4，取K1.4；为一般制品的成型注射压力，常为70150MPa，取80MPa。计算得，而，因此注射压力得校核合格。（3）锁模力的校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大推力T推，型腔内塑料熔体的推力T推可按下式计算： 式中A塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，经计算得P平均型腔内塑料熔体的平均压力，MPa，查表得PS的型腔平均压力为20MPa。因此，而锁模力为250KN，锁模力的校核合格。2.2.3 模具结构形式和分型面的选择（1）注射模具结构10根据任务书的要求，选用单分型面的注射模具，即两板模。型腔的一部分（型芯）在动模板上，另一部分（凹模）在定模板上。主流道设在定模一侧，采用点浇口设计。开模后制品连同流道内的凝料一起留在动模一侧，动模上设置有推出机构，用以退出制品和流道内的凝料。其标准模架形式如装配图纸中所示。（2）分型面的设计模具上的分型面用于取出塑件和浇注系统凝料。为了便于模具加工和制品的取出，分型面如下图图所示，使制件能够附在型芯上，并且依靠推出装置推出制件，如图2-3所示。图2-3 分型面（3）吹风机头注射成形模具浇注系统浇注系统是注射机从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，作用是使来自注射模喷嘴的塑料熔体平稳而顺利地充模、压实和保压。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类。在此，选用普通流道浇注系统。普通流道浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴四部分组成，如图2-4所示。图2-4 浇注系统2.3 主流道的设计在卧式注射机用的模具中，主流道垂直于分型面，其几何形状如图2-5所示11。其设计要点如下：图2-5 主流道形状及其与注射机喷嘴的配合关系（1）主流道设计成圆锥形，锥角4，内壁表面粗糙度Ra0.63m。（2）主流道对接处紧密连接，主流道对接处应制成半球形凹坑。球半径；小端直径；凹坑深度，取5mm。（3）主流道大端呈圆角过渡，以减小料流转向过渡时的阻力，其圆角半径r13mm。（4）选用适当的主流道衬套和定位圈。（5）冷料穴设计。选用倒锥形冷料穴。2.4 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小流道的容积。2.4.1 分流道的截面形状选效率较高的圆形截面。2.4.2 分流道的尺寸查表得PE塑料常用的分流道直径为39.5mm，取D3mm。分流道的长度按下式取值。取L64mm。2.4.3 分流道表面粗糙度分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度通常取Ra1.252.5m。2.4.4 分流道与浇口连接形式选用分流道与浇口在宽度方向连接。2.5 浇口的设计采用点浇口设计，浇口位置开设在线圈架的平面上，其尺寸的计算过程如下：设点浇口直径为d(mm)，则D=0.206nmm。浇口长度L常取为0.5至2.0mm,现取为1mm。以上各式中，t为塑件壁厚为3mm；n为与塑料品种有关的系数，查表得n0.6；A为塑件外表面面积，由PRO/E模型分析得出。3 注射模成型零部件设计3.1 成型零部件的工作尺寸计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。采用平均值的计算方法。对塑件尺寸和成型零部件的尺寸偏差统一规定按“入体”原则标注，即对包容面（型腔和塑件内表面）尺寸采用单向正偏差标注，基本尺寸为最小；对被包容面（型芯和塑件外表面）尺寸采用单向负偏差标注，基本尺寸为最大；对于中心距尺寸则采用双向对称偏差标注12。3.1.1 塑件尺寸精度的影响因素塑件尺寸的影响因素很多，也很复杂，主要包括以下几个因素：（1）成型零部件的制造误差；（2）成型零部件的磨损；（3）塑料的成型收缩；（4）配合间隙引起的误差。3.1.2 型腔（1）型腔的径向尺寸（mm）设塑料平均收缩率为Scp；塑件外形基本尺寸为Ls，其公差值为；型腔基本尺寸为Lm，其公差为z。考虑平均收缩率及型腔磨损为最大值的一半，对于中、小型塑件，z/3，型腔径向尺寸的计算公式如下：L=(1+S)L =(1+0.005)58.240.40 =58.23 mm（2）型腔的深度（mm）对于中、小型塑件，z/3，型腔深度的计算公式如下：H=(1+ S)H =(1+0.005)14.890.28 =14.78 mm 3.1.3 型芯（1）型芯的径向尺寸（mm） L=(1+ S) L+ =(1+0.005)54.24+0.40=54.81 mm（2）型芯的高度（mm）H=(1+ S) H+=(1+0.005)33.9+0.28=35.54 mm 3.2 成型型腔壁厚的计算注射成型时，为了承受型腔高压熔体的作用，型腔侧壁与底板应该具有足够强度与刚度。对于小尺寸型腔常因强度不够而破坏，因此常按强度条件计算；而对于大尺寸型腔，刚度不足常为设计失效的主要原因，因此常按刚度条件计算13。3.2.1 型腔侧壁厚度计算按组合式圆形型腔计算要求，并根据制件尺寸为小尺寸范围，应用强度计算如下公式：式中：r型腔内半径，r13mm；碳钢取160MPa；p型腔内压力，p一般取20至50MPa.现取为30MPa.因此，型腔侧壁厚S：取S20mm.4 注射模的导向及脱模机构设计4.1 导向机构设计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部件之间的准确对合，起定位合定向作用14。在推出机构中保证推出机构运动定向，并承受推出时的部分侧压力。4.1.1 导柱采用普通碳素结构钢Q235淬火处理，硬度为60HRC；根据模板外形尺寸确定导柱直径d为6mm；导柱与导向孔采用间隙配合H7/f6。4.1.2 导柱的数量和布置导柱数量取4根，其布置如图下图4-1所示。图4-1 导柱分布图4.2 脱模机构设计4.2.1 脱模力的计算脱模力是将制品从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。由t/d3/560.05可知，该零件属于圆环形薄壁制件，脱模力按下式计算。式中 圆环形制品的壁厚，1.5mm；E 塑料的弹性模量，查表得PS得弹性模量为2800MPa；S 塑料平均成型收缩率，S0.55；L 制件对型芯的包容长度，L30mm； 模具型芯的脱模斜度，1；f 制件与型芯制件的摩擦因素，查表得PE与钢的摩擦系数为0.21； 塑料的泊松比，查表得PS的泊松比为0；无量纲系数，由f0.21查表得1.0035；A 通孔制件A等于0.211因此，4.2.2 推出零件尺寸的确定（1）推件板厚度的确定按圆形塑料制件的强度条件计算，推件板厚度根据零件的尺寸和厚度等综合考虑，确定推件板的厚度取为15mm。（2）推杆直径的确定根据压杆稳定公式，推杆直径可按下式计算：取d8mm,数量为4根。5 侧抽芯机构的设计分型与抽芯机构简称为内侧抽机构，用来成型具有外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为内侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，内侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。5.1 分型抽芯机构类型的确定 由前面分析可知，吹风机头两侧采用斜滑块抽芯机构。它的结构图如图5-1所示。图5-1斜滑块侧抽机构本次设计所选有的注射机为液压-机械式合模机构的注射机。最大开模行程与所选模厚无关，根据侧抽芯机构开模行程的校核公式和其中为侧抽芯所需要的开模距离，为塑料脱模需要的顶出距离（mm）为塑件厚度（包括浇注系统凝料）(mm)，为注射机最大开模行程=25mm， =15mm。根据以上两式可以得到侧抽芯开模距离选为50mm。线圈架的抽芯距S等于侧孔或侧凹深度加上2至3 mm而该制品的=11.7mm。侧抽芯距S=14.7mm。取整后为15mm。根据公式，可得，则其余角为（为保证开模顺利取为）即为斜销口角度。5.2 侧滑块的设计斜滑块是斜导柱侧面分型抽芯机构中的一个重要零件部件，它上面安装有侧向型芯或侧向成型块，注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要它的运动精度保证。滑块的结构可分整体式和组合式。在滑块上直径制出侧向型腔的结构称整体式，分开加工称组合式。在本次设计中，侧向有一较大的方孔和两个较小方孔的侧抽芯，为保证零件外观美观、无痕迹，现初定加工两根侧向小型芯和一主型芯滑块，然后把两侧向的小型芯镶在主型芯滑块上一起侧向抽芯。一般情况下，成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动，这一过程是在导滑槽内完成的。根据型芯大小、形状和要求不同，有的采取T形槽或燕尾槽，但本设计侧抽芯的滑块和小型芯设计在镶在型腔上的方块型芯中滑动，上下不能移动，只有前后滑动，因此无需要另加工槽，不过滑块与型芯槽配合要求较高，为防止配合部分漏料，适当提高精度，采用H7/f7，其它部分采用H8/f8间隙配合，配合 表面粗糙度Ra0.8m滑块材料采用T10，HRC5458。5.3 滑块定位装置设计滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚脱离斜导柱的位置，不再发生任何移动，以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内，造成模具损坏。本次设计采用螺钉与挡块机构定位，保证螺钉的移动距离须大于抽芯距S，一般取1.3S较合适。当滑块和斜导柱完全脱离后,它们回位通过弹簧钢球和滑块上的孔定位。因为斜导柱的倾斜角度是240，滑块的高度是35，所以当滑块和斜导柱正好分离时，钢球和孔的距离L:所以在安装设计钢球和小孔时，它们之间的距离应该是9.8mm。这是滑块和斜导柱回位时候的重要数据。6 模具加工工艺设计塑料模具的零件类型很多，加工条件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：经济低精度的通用加工、电火花成型与线切割加工、精密数控加工、高速切削加工等。由于吹风机头精度要求一般，模具结构尤其是型腔结构复杂程度一般，因此模具的加工立足于经济、可行，故采用了普通加工与电火花成型相结合的工艺方法。根据零件类型下面简单分析一下主要类型零件的加工工艺。6.1 坯料的确定坯料是指模具零件采用材料的原始状态。一般情况下，采用标准棒料或板材，也可采用锻造坯料。在有专业模具企业中，对性能要求不高的材料多采用标准规格材料，而对性能要求较高的材料则要经锻造，然后经热处理调质后具有适当硬度和便于加工抛光的专用模具用钢切割成坯料，这种形式加工余量小，节省了人工和材料用量。坯料通过锻造可使金属材料的金相组织密实，对其强度和刚度也有提高。只是应严格控制加工余量，加工余量过大，会引起材料和加工工时的浪费。6.2 模板的平面加工6.2.1 平面的粗加工平面切削加工是指用车床、刨床、铣床等对坯料的6个方面进行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足够的半精加工余量，同时对模板上较大的孔也应进行粗加工。粗加工完了之后，应进行一次退火处理或调质处理，以去除模板的内部应力，使其组织稳定，以防止在模具制造、模具成型或淬火过程中的变形或淬裂。6.2.2 平面的半精加工在经过退火而消除内应力之后，模板会产生不同程度的变形。半精加工就是去除其变形量，并给精加工留出适当的加工余量。6.2.3 平面的精加工通过以上的加工程序，模板已形成了基本轮廓。采用平面磨床磨削模板厚度的两平面，并达到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。这两个分模面即是z轴方向上的加工基准面。取任意相邻的两个侧面进行高精度的直角加工，并与模板平面相互垂直。这两个侧面即是x，y方向上的加工基准面，分别作文字标记，如x，y。当平面的精度要求，特别是平面度公差要求很高时，可以采用研磨的方法，即采用铸铁平板作为研具，由很细的金刚砂做磨料，施以较小的压力均匀平衡的去除配合面的余量，达到多面积的良好接触。6.2.4 薄板的精加工当模板较薄或太薄时，在退火填质或淬硬后容易发生弯曲或翘曲形变的现象。在磨削发生形变的薄板时，应使用薄而宽的挡板，将薄板四周挡住，并将被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量对凸面进行磨削，当磨削部分的长度达到薄板长度的2/3时，将薄板翻面，依然采取精度磨削的状态，这样反复数次，直到翘曲的现象完全消失，才能按常规磨削。因此，薄板的预留余量应该加大，以防止达到尺寸要求时局部仍有凹处，而导致薄板报废的现象。6.3 孔及孔系的加工在模板平面加工完成之后，在模板上需要加工的部位，包括镶嵌成型零件的各种形状的孔，导柱孔、复位杆孔、顶杆孔、侧抽芯时的导滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷却水道孔、钓钩孔等，即在模板上需要加工的部位不外乎是进行各种形式的孔及孔系的加工。塑料模上的加工方法主要有：钻孔、扩孔、镗孔、磨孔等，这是根据孔的精度等级和表面粗糙度的要求决定的。塑料模的同一零件上经常出现由相互位置精度要求的多个孔称为孔系。对孔系的加工除了要保证孔本身的精度要求和粗糙度要求外，还要保证孔与孔之间的位置精度要求，各平行孔之间的轴线平行度、各同轴孔之间的轴线同轴度以及孔的轴线与基准面之间的平行度和垂直度等等。6.3.1 孔系的加工孔系的加工在一般情况下是以x，y，z为基准面的，找出需要加工部位的中心，并划出与x，y相互垂直的交叉中心线，依照蓝图画出加工轮廓线来。孔系的加工大体有如下几种方法：（1）精密划线加工找出中心线后，在中心处用冲头打窝，首先选用比被加工孔直径小的钻头钻孔。钻孔后，检验孔与基准面的相对位置以及各孔之间的相对位置是否满足位置精度的要求，如果发现偏差可用整形锉修正，然后再扩孔，再检验，直到各孔位置精度达到欲求位置，最后进行留有铰孔位置余量的最后扩孔，并进行粗铰和精铰。（2）对合加工当两块模板具有相同位置的多个通孔时，可采用两模板对合在一起的方法加工，如导柱孔以及成型零件的镶嵌固定孔等。对于加工和直径均相同的孔是以x，y各侧边为基准面时，按装配时的排列顺序，将它们装夹在一起，只需一面划线，并对模板找平，就可以同时将对应的两个通孔同时加工出来，各孔的位置不必有严格的要求，他们在同一位置加工的磨只要按模具的装配位置顺序组装，位置度的偏差对整体没有影响。对位置相同，但孔的直径不同的孔，在装夹两块模板时，在其中间平行垫起一个进刀距离的平行垫板，并将带大孔的模板位置在上部划线，同时加工出底部的小孔后，再对打孔进行扩孔，同样达到以上的效果。（3）坐标镗床加工这是目前最常用的加工孔系方法，坐标镗床是具有二维坐标的高精度机床，它是通过带有误差补偿装置的精密丝杠，或带有游标的精密直尺以及作为标准读数的光学装置来控制工作台，精确移动坐标直尺，并通过有精密回转工作台等附件，保证在二维坐标的位置空间，完成各相对位置的精确定位及精密加工，因此，保证模板上的相对应的孔即使分别加工，也能达到组装的精度要求。6.3.2 导柱导套的孔加工导柱导套组成了塑料模的导向装置，导向装置除具有模板的导向作用外，还有模板间相互移动的定位作用以及承受一定侧压力的作用，导柱和导套分别安装在动模板上，当不设置导套时，模板一侧是导柱定位孔，另一侧则是导向孔。它的相对位置误差一般要求在0.01 mm范围内，因此导柱和导套的孔可以在坐标镗床上分别加工，也可采用对合加工的方法，将动模板和定模板按装配位置的排列顺序装夹在一起同时加工。导柱和导套的孔安排在什么时候加工，根据具体情况决定。（1）先加工导柱导套孔定模和动模上固定成型零件的孔均为通孔，可以首先安排加工导柱导套的孔，在加工成型零件固定孔时，可以利用导柱导套孔作为定位（有两个以上不相邻的孔定位即可），采用对合加工的方法，在同一工位，将两块模板的固定孔加工出来。（2）先加工成型固定孔，后加工导柱孔在定动模之间设有定位装置的模具结构，在合模时，它们能够正确定位时，可采用后加工导柱导套孔的方式。成型零件加工完毕后，组合合模装夹在一起同时加工导柱孔。7 绘制模具图7.1 PRO/E创建模具利用PRO/E零件模块画出制件的3D模型15；如下图