滑轮注塑模设计与制造.doc

-前 言 进入21世纪，科学技术已迅猛的速度向前发展，从而推动了社会的进步和经济的繁荣。根据世界范围的社会科学经济发展趋势预计，在新的世纪，我国将成为全球的最大的加工制造工厂或加工制造基地。模具工业是现代加工制造业一个重要的组成部分，对今后国民经济和社会的发展将起到越来越重要的作用。有人说：“模具是一切工业之母，其制造技术是工业生产的核心技术”。国际生产技术协会预测在21世纪，机械零件中60%的粗加工，80%的精加工主要由模具来完成，采用模具生产具有效率高、质量好、节能降耗、生产成本低等一系列优点。但是目前，我国模具技术人员短缺，模具设计与制造技术人才已经成为紧缺人才。所以我们要紧跟时代的步伐，来弥补我国模具技术人员的短缺。从上学期间，就要夯实理论基础，初步了解理论与实践的差异。鉴于这些，我们组织作此毕业设计。 通过三年对模具设计与制造专业的学习，认识到制约模具发展的主要因素有质量、成本和工期三个方面。为了提高质量，降低成本，缩短工期，提高模具的标准化设计与制造水平日显重要。它以注塑模设计的基本步骤为主线，思路明确，通俗易懂。引用大量表格，是设计内容更加紧凑，直观。通过插图，使某些复杂的结构简容易理解。例如：在选择使用哪种浇口时，列成表格，赋予图片，进行比较，让人很快就能判断出点浇口的所具有的优势。说明书刚开始介绍塑料模具工业现状及发展方向，和与其相关的概述。然后对塑料制件的工艺性分析，接着设计模具结构，在此基础上，对成型零部件的工作尺寸计算目的比较明确一些。最后一部分，是对注塑机的相关参数校核。另一部分是对模具主要零件进行工艺设计与计算。对型芯与凹模滑块的工艺过程制成卡片的形式。在此说明书编写的过程中，得到了指导老师和同学的大量支持与帮助，在此表示诚挚的谢意！第一章 绪论第一节 塑料成型理论与注塑模具塑料工业是由塑料原料生产和塑料制品生产两大系统组成，二者相辅相成缺一不可，而塑料制品生产是实现塑料自身价值的唯一手段。塑料制品生产的目的就是根据各种塑料的性能，和用各种工艺方法，使其成为一定形状而有使用价值的物品和定型材料。塑料制品生产主要由成型、机械加工、装配等环节组成，其中重要一环就是塑料成型。塑料成型就是将各种形态的塑料原料制成所需形状的制品或坯件的过程。塑料成型的方法很多，如：注塑、吹塑、挤出等。而注塑成型以其高尺寸精度、高复杂性的制品高效率占有重要一席。塑料注射成型过程是：塑料原料从注射机的料斗中进入加热筒，经塑化后由螺杆或活塞推动，在一定压力下通过喷嘴注入模具型腔，经冷却固化后开模而获得制品。除少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可注射成型。根据有关资料统计，注塑制品占所有模塑件总产量的三分之一；注塑模具塑料模具成型的二分之一以上。注塑成型制品的应用已十分广泛，并随着塑料原料的不断改进，以逐步代替传统的金属和非金属材料制品。第二节 注塑模设计概述塑料制件原材料分析聚甲醛 聚甲醛，热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”，又称聚氧亚甲基。结构为，英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受热解聚。聚甲醛很易结晶，结晶度70以上。均聚甲醛的熔融温度为180左右。聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称POM） 。 聚甲醛是一种没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，具有优异的综合性能。 聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40- 100C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。聚甲醛的性能: 比重 1.43 熔点 175C 伸强度（屈服） 70MPa 伸长率（屈服） 15% （断裂） 15% 冲击强度（无缺口） 108KJ/m2 （带缺口） 7.6KJ/m2POM 聚甲醛的典型应用范围:POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。注塑模工艺条件:干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。熔化温度：均聚物材料为190230；共聚物材料为190210。模具温度：80105。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。注射压力：7001200bar注射速度：中等或偏高的注射速度。流道和浇口：可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口，则最好使用较短的类型。 POM 聚甲醛的化学和物理特性:POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。第二章 塑料模工业的概述 第一节 我国塑料模具工业现状我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。在大型模具方面，已能生产大屏幕彩电塑料壳注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具注塑模以及汽车保险杆和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，能生产照相机、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。用这些模具生产的一些塑料制件达到了国外同类产品的水平但总体和国外相比仍有较大的差距，具体数据见下表：国内外塑料模具工业及塑比较项 目国 外国 内注塑模具型腔精度/0.0050.010.020.05型腔表面粗糙度/0.010.050.02 非淬火刚模具寿命/万次10601030淬火钢模具寿命/万次16030050100热流道模具使用率/%80以上总体不足标准化程度/%70801030中型塑料模具生产周期1个月左右24个月在模具行业中的占有量/%30402530 在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大发展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些企业的利用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位还采用了世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但是总体热流道采用率达不到10%，与国外的50%80%相比差距较大。第二节 市场预测 根据有关方面的预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业方面的比例逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此精密大型、复杂长寿命模具占多数，所以从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的分额也逐步增大。第三节 今后的主要发展方向 1 处于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度的要求，和为适应高生产率而发展的一模多腔的原因，今后应重点提高复杂、大型、精密、长寿命的设计水平及比例。 2 在塑料模设计制造中，全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，随着CAD/CAM软件智能化程序的逐渐提高，塑料制件及模具的三维设计与成型过程的模拟分析将在我国塑料模具工业发挥越来越重要的作用。 3 推广应用热流道技术、气体辅助成型技术和高压注射成型技术。 4 开发新的成型工艺和快速经济模具，以适应多品种，少批量的生产方式。 5 提高塑料标准化和标准件的使用率。为提高模具质量和降低模具成本，标准件的应用大力推广。为此，首先要制定国家统一的标准，并严格按照标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度，提高标准件质量，降低成本；再次就是要进一步增加标准件的规格品种。 6 应用优质材料和先进的表面处理处理技术来提高模具的寿命和质量。34第三章 滑轮注塑模设计与制造 第一节 塑件分析1 塑件的尺寸精度分析（1）件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）： 制件外形尺寸：11.5 、8.70-0.05、1100、6、0.8、R1； 该塑料制件的内形尺寸：4.4、3.2、2-0.5-0.026、4；（2）塑件表面质量分析塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。（3）结构工艺性分析该塑料制件为滑轮该塑件的外形为回转体，壁厚不均匀。 塑件型腔较小，有尺寸不等的孔，如2-0.5-0.026的通孔和大径4.4小径3.2深4的盲孔。结论：综上所述，该塑件可采用注射成型加工。2 明确制品的生产批量该制品为大批量生产，在保证塑件质量的前提下，尽量采用一模多腔或高速自动化生产以缩短生产周期，提高生产效率，因此必须对模具的分型机构、塑件和流道凝料的自动脱模机构提出严格要求，采用一模两腔。3 计算制品的体积和质量计算制品的体积和质量是为了选用注塑机，提高设备利用率，或者是确定模具型腔数。该塑件的材料是聚甲醛，查相关手册其=1.43/dm3.使用Pro/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积：V=17133该塑件的质量M=V =17131.4310-3 =2.49g 4 塑料制件的模塑成型工艺参数的确定（1）聚甲醛注射成型工艺参数见下表，试模时可根据实际情况适当调整。塑件的成型工艺参数确定 注射机类型：螺杆式螺杆转速：2040（r/min）喷嘴形式：直通式喷嘴温度/：170180料筒温度/： 前段：170190 中段：180200 后段：170190模具温度/：90100注射压力/MPa:80120保压压力/MPa:3050成型时间： 注射 25s 保压 2090 s 冷却 2060 s 总周期 50160 s聚甲醛注射成型工艺参数 根据上述表格制定滑轮模塑工艺卡（见下表） 第二节 注塑机的选用根据塑料制件形状及尺寸采用一模一腔的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析及注射机所需压力的情况，再留有一定的余量去选定注塑机的注塑量，再根据下式选取：M机M实际/0.8式中 M机 - 注塑机最大理论注塑量，g； M实际 - 一副模具形成产品所需实际注塑量，g。即：M机=M实际/0.8 =2.490.8 =3.113g参考模具设计手册选用大于3.113g的螺杆式注射机：G54-S200/400 型。经注射机参数校核，G54-S200/400型注射机能满足使用要求，确定选用G54-S200/400型注射机。注塑机的技术参数如下：国际通用规格：880/200国内型号：G54-S200/400额定注射积/3：200-400螺杆直径/：55注射压力/MPa：109注射行程/mm：160注射方式：螺杆式锁模力/KN：2540最大成型面积/2：645最大开模行程/mm：206模具最小厚度/mm:165模具最大厚度/mm：406拉杆空间：290368模板尺寸/mm：532634喷嘴圆弧半径：R0=18喷嘴孔直径：d0=4第三节 注射模结构设计 注射模的结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及型腔的排列，浇注系统的设计，型芯型腔的确定，推件方式的选择，侧抽芯机构的设计，模具结构零件设计等内容。1 分型面位置确定模具上用以取出制品和（或）浇注系统凝料的，可分离的接触表面称之为分型面。分型面的选择不紧关系到塑件的正常成型和脱模具,而且涉及模具结构与制造成本.在制品设计阶段，就应考虑成形时分型面的形状和位置，否则无法用模具成形。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。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影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。（1）分型面的选择原则1）分型面应选择在制品的最大截面处,无论塑件以何方位布置型腔,都应将此作为首要原则；2）有利于保证制品的外观质量,分型面上型腔壁面稍有间隙,熔体就会在塑件上产生飞边；3）尽可能使制品留在动模一侧,因为在动模一侧设置和制造脱模机构简便易行；4）有利于保证制品的尺寸精度；5）尽可能满足制品的使用要求；6）尽量减少制品在合模方向上的投影面积,以减小所需锁模力；7）长型芯应置于开模方向,当塑件在相互垂直方向都需设置型心时,将较短的型心设置在4侧抽芯方向,有利于减小抽拔距离；8）有利于排气；9）有利于简化模具结构,应尽量避免侧向分型或抽芯；10）在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。对于该设计，在进行制品设计时已经充分考虑了上述原则，从所提供样品采用的分型面可知：第一分型面与开模方向垂直；进行模具设计时，在充分考虑上述原则的基础上，可得出：第二分型面与制品推出方向平行。1、定模板 2、第一分型面 3、第二分型面 分型面位置（2）模具型腔数目的确定型腔的排列由于该塑料制件采用的是一模两腔成型，型腔均匀布置在模具的两侧，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。（3）浇注系统的设计1）主流道的设计主流道是指浇注系统中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。主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。在此模具中，我们选用的是卧式注射机，主流道垂直于分型面。由于主流道与高温塑料熔体反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射模具上直接加工，而滑轮要求大批量生产，主流道设计成可拆卸、可更换的主流道浇口套。XS-ZY-125型注射机喷嘴的相关尺寸为：喷嘴前段、端孔径：d=4mm喷嘴前端球面半径：r=18m根据模具主流道与喷嘴的关系： R=r+(12)mm D=d+(0.51)mm取主流道的小端直径 D=4.5mm流道表面粗糙度值Ra为0.08m。主流道草图如下：主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A，T10等材料制造，热处理淬火硬度为5055HRC,该浇口套与定位圈设计成整体形式，用螺钉固定在定模上，一般只用于小型注射模，浇口套与模板间的配合采用H7/m6的过渡配合，浇口套与定位圈采用H9/f9. 为了保证模具安装在注射机上后，其主流道与喷嘴对中。对于小型注射模具，直接利用浇口套的台肩作为模具的定位环，对于大中型模具常常将模具的定位环与浇口套分开设计。其中D是定位环与注射机定位配合直径。设计时应按选用注射机的定位孔直径和考虑塑料模的装卸方便来确定。定位圈的固定螺钉一般用M6M8。螺钉数通常选用2个以上。定位圈材料一般宜选用45钢或Q275钢制作：定位圈与注射机定模固定板中心定位孔相配，配合精度为H11/h11。定位环与定位孔的配合长度，对于小型模具取810mm,对于大型模具取1015mm.2）分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡的分配到各个型腔设计时应尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道开设在动模一侧。它的形状与尺寸与塑料制件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑料制件的体积比较大，但形状不算太复杂，且壁厚均匀，可考虑采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于制件的成形和外观的保证。分流道的截面形式有圆形、梯形、U形、半圆形及矩形，本模具从塑件质量角度去考虑，采用截面形状为矩形的分流道，查相关手册得 0.8mmX1。如下图：图e分流道表面粗糙度：由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面的粗糙度不能太小，取R=0.4m，这可增加对外层塑料熔体的流动阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。分流道的布置：分流道常用的布置形式有两种形式平衡式排部布与非平衡式排布。该塑料制件是回转体，采用一点进料方式，用平衡式排布。3）浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好，高质量的注射成形。 浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑料制件的外观质量为前提，同时也应尽量使模具结构简单。根据对塑料制件的结构的分析及以确定的分型面的位置，可以选择的浇口形式有多种，其分析见下表：浇口形式的选择类 型特 点潜伏式浇 口它从分流道直接以隧道的形式进入型腔。浇口位置在塑件内表面，不影响其外观质量。但采用这种浇口形式增加了模具结构的复杂程度。侧浇口 这种浇口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强。由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。但这种浇口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射压力损耗较大，对深型腔塑件排气不利。 点浇口称针浇口或菱形浇口。采用这种浇口，可获得外观清晰，表面光泽的塑件。模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。浇口尺寸较小，浇口凝料去除后，在塑件表面残留痕迹也很小，不影响塑件的外观质量。但是模具需要设计成双分型面，以便脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但能保证塑件成型要求。 综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑料制件的模具采用侧浇口形式。 进料位置的确定 根据塑料制件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设置在塑料制件上部。4）型芯型腔结构的设计型芯、型腔可以采用整体式或组合式结构。1整体式型芯、型腔是直接在模具的型腔板加工而成，具有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时，加工和热处理都比较困难。整体式型腔的结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢较多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。2组合式型芯、型腔有许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气。由于塑料制件尺寸较小，最小可达2，且形状复杂，有内盲孔，若采用整体式型腔加工和热处理较困难。所以采用拼块组合式，在型芯内部采用镶拼结构。考虑模具温度调节，型腔采用整体式结构。5）推出机构设计推出机构是指在注射成型的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称，称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由按在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞来完成的。推出机构一般由推出、复位和导向零件组成。推出机构的设计要遵循下面六个原则：塑件留在动模；塑件在推出过程中不变形、不损坏；不损坏塑件的外观质量；合模时应使推出机构正确复位；推出机构动作可靠；推出机构本身要有足够的强度刚度。根据塑料制件的形状特点，模具型腔在动模部分，开模后，塑料制件留在型腔。推出机构可采用推块推出或推杆推出。其中推块推出结构可靠，定出力均匀，不影响塑料制件的外观质量。但塑料制件上有圆弧过渡，推块制造较困难。推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑料制件上留下顶出痕迹，但塑料制件顶部装配后使用时并不影响外观。从以上分析得出，该塑件应采用推杆推出机构。6）导滑板设计（1）导滑板设计要求凹模滑块在侧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，这一过程是在导滑板内完成的。（2）导滑板的结构形式为（3）导滑板的材料、热处理以及加工精度导滑板的材料、热处理以及加工精度组成导滑板的零件对硬度和耐磨性都有一定的要求。一般情况下，整体式导滑板通常在动模板或定模板上直接加工，常用材料为T8,T10或45钢，要求硬度50HRC.导滑板的材料、热处理以及加工精度确定由于组成导滑板的零件对硬度和耐磨性都有一定的要求，则选取材料为45钢硬度，硬度为50HRC。导滑板材料为T10A；硬度52-55HRC。（4）导滑板的装配综合考虑本滑板采用H8/f7配合，其他各处均留有0.5mm左右的间隙表面粗糙度值均应Ra0.8m常用热塑性塑料注射成型模具温度见下表：常用热塑性塑料注射成型模具温度塑料温度T/塑料温度T/聚苯乙酯4060醋酸纤维素90120AS树脂4060软聚氯乙烯4560ABS树脂4060硬聚氯乙烯4060聚乙烯5070有机玻璃3060聚丙烯4060氯化聚醚4060聚酰胺5565聚苯醚110150聚甲醛80120聚砜100150聚碳酸酯80110第四章 模具有关的计算设计第一节 成形零部件工作尺寸计算成形零部件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的径向尺寸、深度和高度尺寸、孔间距尺寸、孔或凸台制某成形表面的距离尺寸、螺纹成形零件的径向尺寸和螺距尺寸等。该塑件的工作尺寸有型腔，型芯。它的工作尺寸均按平均法计算。查有关手册得聚甲醛的收缩率为:2%5%故平均收缩率为Scp=(2%5%)/2=3.5% =3.5% =0.035塑件的总误差是由塑件的成形误差、塑料收缩率波动引起的塑件尺寸误差、模具成形零件的制造误差、模具成形零件的最大磨损量和模具安装配合间隙的变化而引起的塑件尺寸误差的总合。一般情况下，塑料收缩率波动和成形零件的制造公差是影响塑件尺寸和精度的主要原应。对于大型塑件，其塑料收缩率对塑件的尺寸公差影响最大，应稳定成形工艺条件，并选择波动较小的塑料来减小塑件的成形误差；对于中小型塑件，成形零件的制造误差对塑件的尺寸影响最大，应提高模具精度等级来减小成形误差。通过分析该塑件，模具的制造公差和塑料的收缩率是主要影响因素。根据该制件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/4。在计算过程中，塑件尺寸与模具成型零件尺寸都有相关的规定，详细内容见下表：塑件尺寸与模具成型零件尺寸的取值规定序号塑件尺寸 的 分 类塑件尺寸的取值 规 定模具成型零件的取值规定基 本尺 寸偏 差成 型零 件基 本尺 寸偏 差1外形尺寸L、H最大尺寸Ls、Hs负偏差-型腔最小尺寸Lm、Mm正偏差z2内形尺寸l、h最小尺寸ls、hs正偏差型芯最大尺寸lm、mm负偏差-z3中心矩 C平均尺寸Cs对 称/2型芯型腔平均尺寸Cm对 称z/2根据上述条件，成型零件尺寸如下：型腔的计算 塑件尺寸11.5 、8.70-0.05、0.8、3.2根据教材公式Lm=(Ls+LsScp-3/4)+0求得对应的尺寸为：11.5对应于11.85750+0.03，8.70-0.05对应于8.97950+0.016，0.8对应于0.8280+0.03，3.2对应于3.2670+0.03。型芯的计算 计算中型芯7中型芯对应制件的径向尺寸有：4.4，3.2同样根据教材公式lm=(ls+lsscp+3/4)0-求得型芯对应尺寸为4.4对应4.5990-0.03，3.2对应于3.2670+0.03中型芯对应制件的深度尺寸有：4根据教材公式Hm=(Hs+HsScp-2/3)+0求得计算结果为：4对应于4.09500.03 计算小型芯8小型芯对应制件的径向尺寸有：2-0.5-0.026，6，4根据教材公式lm=(ls+lsscp+3/4)0-求得对应尺寸为：4.4对应4.5990-0.03，3.2对应于3.2670+0.03，2-0.5-0.026对应于2.0895-0.090 。小型芯对应制件的高度尺寸有：6根据教材公式hm=(hs+hsscp+2/3)0-求得计算结果为：6对应于6.165-0.030第二节 模具的精度要求模具是一种高精密成型工具。高精密性是模具企业的立业之本。因此，模具设计与制造者，必须具有强烈的质量和精密性意识及精度概念，依据制件的形状、尺寸及位置配合精度要求，进行设计与制造。以保证所设计与制造的模具生产精度与质量合格、互换性很强、确保一定的生产规模的优质制品来。1 模具零件的公差与配合选择（1）基准制的选用在进行模具设计时，一般情况下，应优先采用基孔制。因为模具零件的孔，通常都是用定值刀（如钻头、绞刀、拉刀等）加工，用极限量规检验，所以采用基孔制可以减少孔公差带的数量，减少定值刀、量具的规格和数量，方便加工，经济合理。但在特殊情况下，也可以采用基轴制。（2）公差等级的选用公差等级的选用，在模具设计中是一向项重要的工作。这是因为，公差等级的高低，直接影响到模具的使用性能和经济性。公差等级选用过低，将不能满足使用要求。反之，如果公差等级定的过高，则将会增加加工难度，使成本成倍增加，不利于经济效益的提高。所以在模具设计时必须综合地考虑，即在模具保证使用性能的前提下，尽可能选择较低的公差等级。（3）模具与制品精度关系模具是用来加工制品零件的，一般模具的制造精度应比制品零件的精度24级。（4）标准公差数值模具设计中所用的标准公差数值，可直接查相关的表，不须进行计算，供设计时选用。（5）配合种类的选择模具零件的配合分三大类，即间隙配合、过渡配合和过盈配合。在模具设计时，应首先根据零件的使用要求和结构特点确定选用哪一类，其有以下选用方法：1）间隙配合：对于工作有相对运动或无相对运动却要求装拆的孔、轴应选用间隙配合，一般工作条件的滑动轴承可以选f（以基孔制），如H8/f7；相对速度较高，支撑数目较多，选d、e组成较大间隙配合，如H8/e7；具有轴向相对运动或低速相对转动，且有对准中心要求的配合，可选用间隙较小的基本偏差g，如H7/g6；要求拆装方便而无相对运动，可选由h组成的低公差等级的配合，如H9/h9；对于较高要求又有相对运动的配合，可选择由h组成的高公差等级的配合，如模具导柱等，如H7/h6 、H7/h5配合形式。2）过渡配合：对于既要求对准中心，又要拆装方便的孔、轴选用过渡配合，对于对中要求高，拆装次数小，承受负荷力大，冲击和振动大的应该选用较紧的配合，而使用后不需要刃木磨和更新，要求易拆装所选用过渡配合形式，为了避免过盈或间隙过大应选用较高的公差等级，故选用H7/m6。3）过盈配合：对于主要靠过盈保证相对静止或传递负荷的孔、轴，应选用过盈配合，对过盈配合的选择应考虑负荷特性、负荷大小材料的许用应力、装配条件及温度等，承受较轻工作负荷或作定位用，可选r、s组成的配合，如模具中的导套、导柱与上、下模板的配合，如H7/r6、H7/p6。 2 模具形位公差的选用在模具设计中，正确选择形位公差，能保证模具零件的使用要求，并便于加工、提高模具的整体质量和精度（1）形位公差项目的选择零件的形位公差项目是按几何要素的形状特征制定的，因此要素的几何形状特征是选择单一公差项目的依据。同样，位置公差项目是按几何要素的方位关系制订的，所以关联要素的公差项目应以它的基准面的几何方位关系为基本依据。因此，在设计中，首先要确定标注形位公差的几何要素，该要素上需要标注的项目，以及某些项目相对应的基准要素，然后根据要素的几何特征、结构特点、使用要求零件的功能以及在模具中的位置和装配关系来决定形位公差项目，同时还要考虑到检测的方便性。（2）形位公差等级的确定形位公差项目确定之后，设计者应选用公差等级。其选择的原则是：在满足零件功能要求的前提下，尽量选择较低的等级。确定公差等级的方法有类比法和计算法，其中在模具设计中，常用的是类比法，即根据现有的经验和资料，参照经过生产验证的同类产品中类似的功能要求，通过对比分析确定公差值。公差等级的选择要点：1）确定形位公差时，应考虑到与尺寸公差的协调关系；2）确定形位公差时，应考虑到与表面粗糙度的关系：即表面粗糙度的值可与形位公差的1/41/5；3）确定有配合要求时形位公差应考虑到与尺寸公差的关系；4）确定形位公差时，应考虑零件结构及加工难易程度，检测条件：在满足零件功能的条件下，尽量选择较低等级形位公差值，以便于加工，降低制造成本，同时，在确定形位公差值时，还应考虑检测条件，如有零件有同轴度的要求，考虑到检验的方便，可通过径向圆跳动来控制同轴度误差；5）确定形位公差时，要考虑到零件本身的几何特征及功能：在同一配合中，孔的形位公差值可比轴的形位公差低12级，如导柱圆柱度公差应比导套高一级，对直径比较大的圆柱面，宽度较大的表面，其公差等级应相应低一些。 第五章 注射机有关参数的校核1模具闭合高度的确定和校核 闭合高度的确定根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸，确定定模座板H定=30。模具闭合高度 H闭=1752.模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为175180，G54-S200/400型注射机模板最大安装尺寸为532634，故能满足模具安装要求。由于G54-S200/400型注射机所允许的模具的最小厚度为Hmin=165，最大厚度Hmax=406，即模具闭合高度满足HminH闭Hmax的安装条件。 以选用G54-S200/400型注射机，即可满足模具要求。 3.模具开模行程校核经查资料G54-S200/400型注射机的最大开模行程S机=260，满足下式计算所需的条件要求S机= S机座距-H模H1+H2+ H+（510）=40+175+52+7=274式中 H1塑件脱离动模型芯所必需的顶出距离，通常是成型塑件内腔的凸模高度； H模模具的实际闭合高度； H2塑件包括浇注系统在内的总高度； S机模具闭合高度为H模时的最大模座行程；S机座距模座最大间距，对液压-机械式合模装置可调，可调范围为H。 对液压式合模装置，注塑机模座最大间距S机座距是个定值，注塑机最大模座行程S机在H范围内可调；对液压-机械式合模装置，注塑机最大行程是个定值，模座最大间距S机座距在H范围内可调。此外由于侧分型抽芯距较短，不会过大增加开模距离，注射机的开模行程足够，经验证明，G54-S200/400型注射机能满足使用要求，故可采用。第六章 标准件的选择与设计第一节 模架的选取1 国标常用模架1）中小型标准注射模架（GB/T12556.1）标准中规定，中小型模架的周界尺寸范围560mm900mm，还规定了其模架的结构形式为品种型号。2）大型标准模架（GB/T12555.1）大型模架标准中规定的周界尺寸范围630mm630mm1250mm2000mm适用于大热塑性塑料注射模。2 标准模架的选用要点1）模架厚度H和注射机闭合距离L2）开模行程与动、定模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系3）选用模架在注射机上的安装4）选用模架应符合塑件及其成形工艺技术的要求3 模架的选取本模具选取的模架下图 选择的标准件见下表：滑轮注射模G54-S200/400注射机零件号名称数量备注3螺钉M8284GB/T73-19854螺钉M8222GB/T73-198516螺钉M10254GB/T70.1-200019螺钉M6124GB/T70.1-200020螺钉M8804GB/T70.1-200021销6404GB/T119.1-200034螺钉M6222GB/T70.1-200036螺钉M10222GB/T70.1-2000第二节 模具标准部件的设计1 动模座板，定模座板的设计1）动模座板，定模座板的设计原则选用的模座板在注射机上安装需要注意：模座板外形尺寸不受注射机拉杆间距的影响；小型模板只在定末座板上安装定位圈，大型模具在定、动模座板上均安装定位圈，注射机的定位孔径与模具的定位圈尺寸配合良好。（见图3.78大型模的定位结构）查塑料模具设计与制造P147图3.78大型模的定位结构2）动、模座板的材料动、模座板是分别与注射机的移动工作台面和固定工作面接触的模板，对刚度要求不高，一般可采用Q235或45钢材料，也不对其进行热处理。故选用动、模座板的材料45#钢。2 合模导向机构1）合模导向机构的作用（1）定位作用 模闭合后，保证动、定模或上、下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。（2）导向作用（3）承受一定的侧压力3 导柱导向机构（1)导柱导向机构的设计1*导柱的结构形式 导柱的结构形式及特点见图3.81（图3.81导柱的结构形式）查塑料模具设计与制造P148图3.81导柱的结构形式2*导柱的结构技术要求A 长度 导柱的导向部分长度应比型芯断面的高度高出812mm，以免出现导柱为进入到套而型芯先进入型腔的情况。B 形状 导柱前端应做成锥台或半球形。C 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火）或T8、T10钢（经淬火处理），硬度为5862HRC。导柱固定部分表面粗糙度值Ra=0.8m，导向部分表面粗糙度值Ra=0.40.8m。D 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。（2)导向孔的设计1）导向孔的结构形式导向孔分为有导套和无导套两种。导套的典型结构见图3.83（图3.83导套的结构形式）查塑料模具设计与制造P150图3.83导柱的结构形式2）导向孔的结构技术要求A 形状 为使导柱顺利进入导套，导套前断面应进行倒角。B 材料 可与导柱相同的材料T10A等耐磨材料制造导套。C 固定形式以及配合精度 直导套用H7r6过盈配合镶入模板。第三节 结构零部件1机构组成双分型面注射模，可由成型零部件，浇注系统，导向机构，推出机构，温度调节系统，冷却系统和结构零部件组成。2该模具的结构为双分型面注射模，它的一般工作过程为：模具闭合模具锁紧注射保压补塑冷却开模推出塑件。3型腔结构如模具装配图，型腔由动模镶件，凹模滑块和定模型芯三部分组成。动模镶件和定模型芯构成塑件的两侧，这样使加工方便有利于型腔的抛光。动模镶件和定模型芯可以更换，从而提高了模具寿命。1)型芯结构如装配图所示，型芯支承（板上的螺钉固定。型芯与推件板采用梯形面配合，以保证配合紧密，防止塑件产生飞边。另外，梯形面配合可以减少推干推件运动时与型芯之间的磨损，且型芯开设的有冷却孔，以次来强制型芯冷却。2）型芯的技术要求及固定方法型芯的材料：用T8，T7A，T10，T10A，Cr12。型芯的表面粗糙度：型部分应达Ra=0.10.025m；配合部分应达Ra=0.8m；其余部分应达Ra=6.31.6m。热处理硬度：热处理硬度应达5255HRC。表面处理：型部分镀锘，镀锘层深度为0.0150.020mm。镀锘后应抛光处理。第四节 支承零部件 注射模中的各种固定板，支承板（垫块）以及模座（动、定模底板）等均称支撑零部件。1固定板固定板在模具中起着固定成型零部件，合模导向机构及推出脱模机构等各种功能结构的作用，固定板在模具中的工作条件与结构形式和注射成型工艺条件有关，必须有足够的强度和刚度。 固定板的强度和刚度主要取决于固定板的厚度和材料，当固定板要求比较严格和对模具寿命要求长时，固定板要求采用合金结构钢制造，反之则碳素结构钢即可。固定板材料为45#钢。2支撑板和垫块支撑板也叫垫板，对固定板上模具各零件起支承作用，垫块垫靠在支承板与模座之间，形成推出脱模机构的运动空间，变更支承板和垫块的厚度可改变模具的封闭高度。 支承板与固定板相联，联接时，常采用定位销与螺拴紧固，有时也可用定位销定位端部铆接紧固支承板具有一定的强度和刚度，以防止发生变形引起支承和固定在支承板上的成型零件之间产生错位和偏移，以致成型零件发生溢料或制品超差。该支承板的材料为45#钢，热处理时的硬度为240270 HB3支承板见零件图所示。1)模座 模座材料采用合金结构钢或碳素结构钢，调质处理后230270HBS，对于一些批量小的制品合膜力或成型力太大时也可选铸铁。第七章 模具的装配第一节 模具的装配要求1 模具的装配要求塑料注射模的质量，取决于模具零件的加工制造质量和装配质量，因此提高装配质量是非常重要的。2 零件及浇注系统1）具形状、尺寸必须符合图样要求一般型腔尽量取下偏差尺寸，型芯尽量取下偏差尺寸， 以延长模具的使用寿命。2）件及浇注系统的表面应平整、光洁成型零件的表面要经过抛光镀烙，使表面平整、光洁。3）时其抛光纹路应与脱模方向一致。4分型面型腔的分型面处，浇口及进料口应保持锐边，一般不准修成圆角。 3 推出系统零件1）出系统的位置要求推出系统在模具打开时能顺利推出塑件，并方便取出制件和废料。闭模时能准备回复到初始位置。2）出系统零件动作灵活各推出零件，在装配后要动作平稳、灵活，不得卡住及发涩现象。4 活动零件1）装配精度活动零件装配后要间隙适当，起止位置要安装正确， 不准有卡住歪斜现象。2）度活动零件运动时要保证运动平稳、可靠 、动作灵活、 协调、准确。3）装配精度各紧固螺