毕业设计（论文）-模具斜导柱滑块式单板二次推出机构设计.doc

毕业设计 模具斜导柱滑块式单板二次推出机构设计机械工程系王宝华102011401学生姓名： 学号： 机械设计制造及其自动化系 部： 王喜刚专 业： 指导教师： 二一四年六月毕业设计任务书设计题目：模具斜导柱滑块式单板二次推出机构设计系部：机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号：102011401学生： 王宝华 指导教师（含职称）：王喜刚 副教授 专业负责人： 田静 1设计的主要任务及目标了解常用机械加工设备结构及应用能够综合运用所学专业知识设计机械产品及其零部件能够独立熟练地检索各方面文献资料2设计的基本要求和内容按照学院有关要求完成毕业设计内容 绘制产品图一张设计并绘制模具结构原理总图设计斜导柱滑块式单板二次推出机构的非标零件图对该机构进行动画仿真演示3主要参考文献 1章飞等编.型腔模具设计与制造M.北京：化学工业出版社，2004 2 郭铁良编.模具制造工艺学（第二版）M.北京：高等教育出版社，2009 3 李凯岭编.现代注塑模具设计制造技术M.北京：清华大学出版社，2011 4 邹继强编.塑料制品及其成型模具模具设计M.北京：清华大学出版社，2005 5郑大中等编.模具结构图册M.北京：机械工业出版社，19934进度安排毕业设计各阶段名称起 止 日 期1分析题目，确定设计思路，进行开题检查2013.122014.3.142画出原理图，塑料制品图和结构草图 2014.3.152014.3.303进行中期检查 2014.4.244计算数据，绘制图纸，编写毕业设计论文 2014.4.262014.5.315进行设计说明书及图纸整理，准备答辩 2014.6.12014.6.10 模具斜导柱滑块式单板二次推出机构设计摘要：课题题目是模具斜导柱滑块式单板二次推出机构设计，了解推出机构的原理，设计相关的非标零件，并且要对推出机构相关零件的工艺进行基本的了解。设计中，对塑料制品进行选择，对推出机构的零件，推杆、推板、中心顶杆、弹簧、斜导柱、滑块进行计算。除此之外，对模具其他部分进行简单的结构说明及设计。计算零件，得出尺寸之后，运用CAD绘制规定非标零件图。零件图最后要归结到装配图中，完成这些之后。运用FLASH制作动画仿真，方便对动作的理解。在设计过程中，对模具的知识有了基本的理解。并对推出机构的设计进行了详细的学习。关键字：塑料模具，推出机构，设计Mold angle pin slider veneer secondary launch mechanism designAbstract：Topic titled Die Bevel column slider veneer secondary release mechanism design, introduction agencies need to understand the principles underlying the design of non-standard parts, and the parts you want to launch the process of institution-related basic understanding. Design of plastic products should be selected on the part introduced institutions, putt, push plates, center plunger, spring, angle pin, slide the calculation. In addition, other parts of the mold structure simple instructions and designs. Computing parts, then draw size, the use of CAD drawing requires non-standard parts diagram. Last comes down to parts assembly diagram, after the completion of these. FLASH animation using simulation to facilitate understanding of the operation. In the design process, to have a basic knowledge of the mold understanding. Release mechanism and a detailed study design.Keywords:Plastic mold,Launch agency,Design目 录1 绪论11.1 模具推出机构对模具发展的影响11.2 本课题的研究内容12 塑件的选择与分析42.1 塑件的选择42.2 塑件的分析62.2.1、塑件的外形和材料的分析62.2.2、塑件的尺寸精度和公差及粗糙度的选择63 模具机构材料的选择74 基本结构选择与成型件的计算84.1 基本结构的选择84.2 成型件的设计95 模具推出机构的设计145.1 推出机构的分析145.2 塑料制品脱模力的计算155.2.1、塑料脱模力155.2.2脱模力的计算155.3 推板尺寸的设计175.4 推杆尺寸的设计185.5 中心顶杆的设计195.6 滑块的设计205.7 斜导柱的设计225.8 弹簧的选择246 推出机构零件工艺266.1 推板的工艺266.2 斜导柱、推杆和中心顶杆的工艺266.3 滑块的工艺26I6.4 弹簧的工艺277 注塑机的选择287.1 塑料水杯体积、质量的计算287.2 选择合适的注塑机288 推出机构非标零件图及装配图29结论30参考文献31致谢32II太原工业学院毕业设计1 绪论1.1 模具推出机构对模具发展的影响机构设计之前，首先要了解塑料模具的现状，和塑料模具的发展方向，这样才能使我们了解本课题的意义。塑料模具，是模具的一种，是塑料加工工业中和塑料成型机配套，赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。现在生活中，塑料制品已经成为人们日常生活的一部分，塑料以其优异的加工性和品种功能的多样性，已成为当前人类使用的四大材料（木材、水泥、钢铁、塑料）中发展最快的一类。在几年的发展中，塑料模具业已显示出了新的发展趋势：（1） 大力提高注塑模开发能力；（2） 注塑模具从依靠钳工技艺转变为依靠现代技术；（3） 模具生产正在向信息化迅速发展；（4） 注塑模向更广的范围发展1。 随着塑料产业的发展，模具产业也要与时俱进。而模具中的推出机构又对模具的发展有至关重要的作用。塑料产品的复杂程度的不断加深，对推出机构的要求更大了。二次推出机构能保证深腔、薄壁。外形复杂的塑料制品无损、完整的推出。这些是一次推出不能完成的。而本次的设计课题就是二次推出机构的一种，斜导柱滑块式单板二次推出机构。1.2 本课题的研究内容 模具按所成型的材料的不同，模具可分为五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。机构零件指的是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回 图1.1 原理图程杆等。本课题研究和设计的是由机构零件组成的模具的推出机构。具体设计是斜导柱滑块式单板二次推出机构。该机构动作十分可靠，模具结构简单。能保证深腔和外形复杂的塑料制品顺利脱出。有些对模具成型零件包紧力比较大的塑件，采用一次推出时会产生变形，为了保证塑件质量，需采用两个推出动作，以分散脱模力。第一次的推出使塑件从某些成型零件上脱出，经第二次推出，塑件才完成从全部成型零件上的脱出，这种由两个推出动作完成塑件脱模的机构称为二次推出机构。二次顶出，能够让顶出流程顺畅化，对于某些顶出行程需求较大的产品，利用二次顶出可以减少顶针在顶出时施加的力量，避免顶出时造成产品上的缺陷2。我这次研究的课题为斜导柱滑块式单板二次推出机构设计。 做这个课题，首先要对模具的相关知识做一些了解，并对课题的脱模机构的运动原理熟悉的理解。这样才能为之后的工作做事半功倍的准备。设计要确定塑件的类型和尺寸，之后通过计算设计出脱出机构的相关零件。最后对零件、塑料制品和总装图进行绘制。 2 塑件的选择与分析2.1 塑件的选择 塑料巳被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。 农业方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。 工业方面：电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料；在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品；在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料；在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。 在国防工业和尖端技术中，无论是常规武器、飞机、舰艇，还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等，塑料都是不可缺少的材料。 在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。目前在各种家用电器，如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。 塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已获得广泛应用，例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集装箱、桶等)，包装薄膜，编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等3。只有合适的脱模机构才能符合相应塑料制品的脱模。选择塑料水杯为脱模对象。塑料水杯薄壁、深腔，需要用二次推出保证塑料制品完美推出，并保证塑料制品在推出过程中不会损坏制品表面。斜导柱滑块式单板二次推出机构的两次推出都是脱模方向的。选择这种推出方式符合塑件要求。水杯尺寸如图： 图2.1 水杯 然后选择塑件的材料，考虑到是水杯，必须有耐热性和一定的强度，不能太容易碎裂。一般常用的塑料材料种类有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABC）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等常用材料。ABS具有良好的电镀性能，抗冲击性比强度，材料不透明，主要应用于汽车，冰箱等，不适合用于食品类。PC外观透明，刚硬带人性。耐冲击性是塑料中最好的。成型收缩率小。化学稳定性好。耐疲劳强度差，对缺口敏感，耐应力开裂性显著。主要应用于电器和商业设备，器具，交通运输行业等。PP呈半透明，质轻，可浮于水面。具有良好流动性及成形性，外伤留痕优于PC，耐磨性优异，但是不耐高温。应用场合为汽车工业、器械和日常用品。PVC通过添加增塑剂是材料软硬度范围大。热稳定差。溶胶塑料玩具玩具主要用于搪胶。主要应用于供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等4。分析考虑以上材料的特性，综合考虑，选择聚碳酸酯（PC），PC耐高温，不易碎，无毒，透明，在几种材料里最适合做水杯的材料。2.2 塑件的分析2.2.1、塑件的外形和材料的分析 塑件的材料选择聚碳酸酯（pc），该材料有以下特点： （1）具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广； （2）高度透明性及自由染色性； （3）成形收缩率低、尺寸安定性良好； （4）耐疲劳性佳； （5）耐候性佳； （6）电气特性优；（7）无味无臭对人体无害符合卫生安全5。经过对塑件的结构和材料的分析，可以确认该塑件的总体结构是圆形的，结构不复杂，所以对模具不会太复杂。2.2.2、塑件的尺寸精度和公差及粗糙度的选择首先确定水杯的的精度等级和公差等级，水杯的选材是聚碳酸酯，不需要太高的精度，选用一般精度，查表确定，精度等级选4，公差等级选MT3。在实际应用中，一般的制品可选用Ra（1.60.2）m，根据塑件选择粗糙度为0.8.。3 模具机构材料的选择模具的型芯和型腔等成型件与塑料直接接触，所以要保证它们要有良好的耐高温性和耐磨性，并且有一定的强度。查表找的合适的材料为：40Cr。经过热处理：850870油淬，180200回火。抗拉弯强度：14001600MPa；硬度：6163HRC；耐磨性和耐热性是良。其余部分材料选择为：45钢。经过热处理：830850水淬，200560回火，880900渗碳。抗拉弯强度：7501500MPa；硬度：2552HRC；耐磨性为中，因为不与塑料接触，对耐热性没有太高要求。一般的模具使用Q235和45钢基本就可以了，但是选择的塑件是水杯，脱模力比较大，对机构强度要求也比其他时间打，所以选择这两种材料，对本课题的模具设计来说完全符合要求，而且余量很大。4 基本结构选择与成型件的计算4.1 基本结构的选择 （1）模具分型面的选择： 分型面的选择必须遵循6个要点： 应选在制品的的最大外形尺寸之处，同时还应使制品留在动模； 不能影响制品外观； 利于于浇口进料，便于成型，易于排气； 利于型腔制造，从而使制品的精度得到保障； 有利于避免侧抽芯或便于测抽芯； 易于安装6。水杯的结构简单最大尺寸在开口处5mm范围内，也不存在侧向抽芯的问题，综合上述要点，选择比较简单的水平分型面。（2）型腔数的确定： 本课题的重点是推出机构的设计，并且根据塑件水杯的形状，深腔薄壁，会有较大的脱模力，采用一模一腔的模具结构。（3） 浇注系统的选择： 浇注系统由主流道、分流道、进料浇口和冷料穴组成。主流道不通过计算，通过经验设计；模具采用一模一腔且塑件结构简单，所以不存在分流道；浇口的话，选用最简单的直接浇口就可以了。（4）排气系统的选择 图4.1 排气孔 根据材料确定相关尺寸，水杯材料为PC，查常用塑料排气槽尺寸表，查得，h=（0.010.03）mm,H1=（0.60.8)mm,l=（58）mm.4.2 成型件的设计（1）凹模的设计与计算 凹模是成型制品外表面的成型零件，是制品外表面形状和结构的复制。凹模按其结构的不同可分为： 整体结构的凹模：它是直接的在模板上加工出出塑料产品要求的形状及尺寸和质 量的成型件。 整体嵌入结构的凹模：其结构便于加工，便于维修和更换；一致性很好。 局部镶拼结构的凹模：可以使易损坏部位的维修和替换更方便，同时使零件便于加工，能保证精度。 四壁镶拼结构的凹模：易于制造，易于研磨和抛光，能有效地减小热变形，节约钢材7。 本课题选择凹模的结构为整体结构式的凹模，因为它结构简单，便于设计和计算。 本课题中,零件工作尺寸的计算是用平均尺寸、平均收缩率、平均公差和平均磨损量来进行计算，经查表得，PC的成型收缩率为0.5%0.7%，模具的制造公差取z=/4。凹模需要计算的是径向尺寸和深度：径向尺寸计算 平均尺寸的计算公式为： 式4.1 图4.1 型腔 式中： LM凹模径向公称尺寸（mm）； Ls制品径向公称尺寸（mm）； Scp熟料平均收缩率（%）； 模具制造公差； 制品的公差值（mm）。经查表和计算，得出式中相关数据 Scp=0.5% Ls=60mm =0.4mm =/4=0.10mm 代入公式得出， mm深度尺寸计算 平均尺寸的计算公式为： 式4.2式中：Hm凹模深度尺寸（mm）； Hs制品高度公称尺寸（mm）； 凹模深度制造公差。 图4.2 型腔经查表和计算，得出式中相关数据 Hs=70mm =0.66mm =/4=0.15mm 代入公式得出， mm型腔侧壁厚度计算 经过之前的计算得出，型腔的直径，加之，型腔为整体结构，再查表最后壁厚选择（2032）mm。因为是整体机构，所以S（2832）mm即可。底板厚度的计算 本机构为整体结构圆形型腔，底板的厚度公式为 按刚度要求，公式为 式4.3 式中：P成型压力（MPa）； r型腔半径（mm）； E钢材的弹性模量（MPa）； 型腔允许变形量（mm）。 查表，得出式中相关数据 P=80130MPa，取100MPa； E=2.06105MPa； R=30mm；0.060.08mm，取0.05mm。 把数据代入公式计算得出， h=1.14mm 按强度要求，公式为 式4.5 式中： 许用应力（MPa）。 = 抗拉强度（MPa）； n安全系数。 查表，得出式中相关数据 =14001600MPa，取1500MPa；n=1.62.5，取2. 代入公式，得 =350MPa 带入公式，得 h=0.95mm经过计算，可得到地板的厚度h1.14mm即可。 （2）凸模的设计与计算径向尺寸计算计算公式为： 式4.6式中： Lm型芯径向尺寸（mm）； 型芯的制造公差（mm）； （取制品相应尺寸公差的1/4）。经查表计算，得出式中相关数据 图4.3 型芯 Ls=57mm =0.40mm =/4=0.10mm 代入公式得出， mm深度尺寸计算计算公式为： 式4.7 图4.4 型芯 式中： Hs塑料制品的深度尺寸（mm）； Hm凸模高度尺寸（mm）。经查表计算，得出式中相关数据Hs=67mm =0.66mm代入公式得出 mm5 模具推出机构的设计5.1 推出机构的分析本课题要求的推出机构为，斜导柱滑块式单板二次推出机构，它的结构如下图所示。它的结构由斜导柱、滑块、中心推杆、弹簧、推杆、推板等及部分组成。机构很简单，但是动作可靠。 图5.1 斜导柱滑块式二次推出机机构对应于图，1是推板，2是滑块，3是斜导柱，4是支撑板，5是弹簧，6是中心推杆，7是型芯，8是动模型腔板，9是推杆。滑块式二次推出机构利用斜导柱驱动滑块移动完成二次推出动作。如图7.1所示，在推杆固定板1上装有滑块2，斜导柱3固动在支承板4内，型芯7上装有了带有弹簧自动复位的中心推杆6。 推出机构在开始动作时，推杆9推动动模型腔板8，使塑件与型芯7脱离，在完成第一次推出的同时，由于斜导柱3的作用使滑块2在推杆固定板1上运动，当滑块2的斜面与中心推杆6的尾端接触后，压迫中心推杆向前，进行第二次推出，将塑件从动模型腔板8上推出9。课题要详细计算出斜导柱，滑块，中心推杆的尺寸及推杆，和推板的取值范围。之后要根据数据选择出弹簧的型号。5.2 塑料制品脱模力的计算5.2.1、塑料脱模力脱模力指将塑件从型芯中推出时需要的克服的阻力。脱模力是由四部分组成，包括：（1） 塑件成型时收缩所产生的包紧力；（2） 没有孔的壳体类塑件的大气压强；（3） 模具型芯部分脱模时与塑料制品产生的摩擦力；（4） 塑件与模具在分离时所产生的粘附力。脱模力的大小对整个模具的设计至关重要。影响脱模力大小的因素有：（1） 型芯（凸模）成型部分的表面积和它的形状；（2） 塑料制品材料的收缩力和与钢材的摩擦系数；（3） 塑件壁厚和包紧型芯的数量；（4） 型芯成型部分的粗糙度；（5） 成型工艺：P注和T冷的选择10。5.2.2脱模力的计算壳体型塑件脱模力，分两种类型计算，分别为薄壁和厚壁。然后塑件再根据断面的几何形状进行计算。首先确定塑件薄壁还是厚壁： 式5.1式中： t塑件壁厚（mm）； D内孔直径（mm）。由数据，得出T=1.5mm D=60mm代入公式，得出 ，由此确定塑料件为薄壁。塑件为圆形水杯，所以它的单面的几何形状是圆形的。综上，可以确定公式是薄壁圆形截面的公式。公式为： ， 式5.2式中： E塑料的拉伸膜量（MPa）； 塑料成型平均收缩率（%）； t塑件的平均壁厚（mm）； L塑件包容型芯的长度（mm）； 塑件的泊松比； 脱模斜度（塑件侧面与脱模方向之间的夹角）； f塑件和钢材之间的摩擦系数； r型芯大小端的平均直径（mm）； B塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积（cm2），如果塑件底端有通孔时，10B项应为零； K1由f和决定的无因次数，可由下式计算， 11 式5.3首先计算K1，式中的数据查表得到式中相关数据f=0.4 =1=rad/s将数据代入公式 5.3，求得K1=1.007然后计算投影面积B，因为塑件是类似圆柱的，所以投影面积为大端面积，B=R2 式5.4由计算得，式中R=30.18mm，带入公式5.4，得出B=28.27cm2 最后。计算塑件脱模力，查表计算，得出E=（21002130）MPa，取2100MPa；=0.5%0.7%，取0.5%；t=1.5cm；L=67mm；0.42代入公式5.2，得出Q=4624.74N5.3 推板尺寸的设计推板上装有推杆，是连接压力机动力源和模具的部分，它把力传导给其他零件才能完成推出动作。推板所受的力基本都在厚度方向，因此要计算推板的最小厚度，保证模具安全使用。筒形或圆形制品采用推件板脱模，推件板的受力状态可简化为圆环形平板周界受集中载荷的力学模型，最大挠度产生在板的中心。按刚度计算公式计算： 公式为： 式5.5 式中： h推板厚度（mm）； C2随R/r变化的系数； R推杆作用在推件板上的力几何半径(mm)； Qe脱模力（N）； E推板材料的弹性模量(MPa) ； 推件板中心允许变形量(mm)，通常取制品尺寸公差的1/51/10，即=(1/51/10)i 0.088 其中i制品在被推出方向上的尺寸公差(mm)12 有查表和计算，得出式中相关数据 C2=0.35 Qe=4624.74N i=0.66mm =1/6i=0.11mm E=（21002130）MPa，取2100MPa 代入公式，得出 h=12.65mm（2）按强度计算公式计算公式为： 式5.6式中： K2随R/r 值变化的系数 推件板材料的许用应力(MPa)由计算查表，得出式中相关数据 K2=1.745 =250MPa代入公式，得出 H=5.69mm综合上述计算，可以判断，推板的最小厚度至少等于12.65，即h12.65。5.4 推杆尺寸的设计推杆与动模型腔板和推板直接接触，使塑料制品与型芯分离开，是一次脱模的主要零件，下面计算推杆的直径。推杆推顶推件板时应有足够的稳定性，其受力状态可简化为一端固定、一端铰支的压杆稳定性模型，推杆的直径的计算公式为： 式5.7 式中： d推杆直径（mm）； K安全系数； l推杆的长度（mm）； n推杆数量； E推杆材料的弹性模量(MPa)13； 查表和计算，得出式中相关数据 K=(1.52.2)，取2； L估算为200mm；n=4； E=2105MPa 带入公式，得出 d=4.5mm，取10mm. 确定推杆直径之后，还要对直径进行强度校核，避免在工作过程中出现产品损坏，或者机器损坏。校核公式为： 式5.8式中： 推杆轴向所受的压缩应力（MPa）； 推杆钢材的屈服点（MPa）。首先计算，因为计算的是刚才的压缩屈服点，所以，公式为；=(0.50.6)，取=0.5。查表得到=（7501500）MPa，取1000MPa。把数据代入公式求得，=500MPa最后，把数据代入校核公式，得出=14.72MPa500MPa=,经过计算和校核，最终确定推杆的直接为10mm。5.5 中心顶杆的设计中心顶杆在推出动作中，开始的时候和塑料制品一起上升，和塑料制瓶相对静止。当滑块在斜导柱的作用下，与中心顶杆接触后，顶杆的移动速度就变得比动模型腔板快。从此时起，有中心推杆承受脱模阻力。同样运用7.4节的公式计算中心顶杆的直径： 查表和计算，得出式中相关数据L=300mm k=2 E=2105MPa n=1 =500MPa把数据代入公式，得出d=11.029mm，取整为16mm。进行强度校核，公式： 查表和计算，得出式中相关数据=4624.74N代入以上数据，校核得出=23.001MPa500MPa=，经过校核，直径选择16mm满足强度要求。5.6 滑块的设计在这个二次推出机构中，滑块地作用至关重要。在斜导柱的作用下，滑块的移动，是机构实现了第二级推出的动作。滑块的一段有倾斜角，一般规定倾斜角45。因为如果小于45，在与斜导 图5.1 滑块柱配合动作的时候，可能会产生自锁，从而使动作失效，严重的可能导致机器的损坏。由此，设定滑块的倾斜角=45.根据塑料制品的结构确定滑块的厚度。塑料制品的大端有5mm的 部分是相互平行的，这部分会在注塑时嵌在动模型腔板内，所以能看出，第二次推出，主要是把这5mm部分，从动模型腔板内推出，来完成脱模。为了使模具与制品能完全脱离开来，在这里设定滑块的厚度为s=10mm。下面计算滑块径向的截面积，来确定滑块的宽度。滑块主要受理来自于两方面：一是，在与中心顶杆接触时斜坡受到的力；而是斜导柱对滑块斜孔所施加的力。第二 图5.2 滑块受力个力和第一个力相比大小相差很多，另外斜坡开始时容易断裂，所以计算斜坡所受的正应力来确定截面积的最小值。首先分析力，斜坡受力如图7.2所示，斜坡受到脱模阻力Qe的作用。通过简单点的受力分析可以得知，脱模力可以分解为轴向的分力和斜向的分力。有三角函数计算得出，已知：Qe=4624.74N 得到：Q轴向=4624.74N然后计算滑块截面所受正应力。 滑块材料为45钢，计算它的屈服点。=(0.50.6)，取=0.5。查表得到=（7501500）MPa，取1000MPa。把数据代入公式求得，=500MPa。再计算许用应力， 查表得知，安全系数n的取值范围为（1.62.5），取2。代入公式，计算得出，=250MPa计算正应力，其公式为：=将数据代入公式，计算得出s18.5mm滑块的长度和孔的位置装配时，视装配情况在满足条件的情况下决定而定。滑块的宽度有斜导柱的直径而定，但必须满足s18.5mm的条件。滑块的位置在确定斜导柱的角度后在计算。5.7 斜导柱的设计导柱是用于模具中与组件组合使用确保模具以精准的定位进行活动引导模具行程的导向元件。斜导柱的作用是在推板上在开模方向运动时，使滑块产生垂直于开模方向的运动。斜导柱的角度a不能太小，因为太小的角度会产生自锁现象，一般情况下，斜导柱的角度取1825.在本课题中， 设置斜导柱的角度为20。斜导柱的受力来源于滑块，与滑块手里相同方向，大小也相同，为Q轴向=4624.74N。根据轴向力来计算斜导柱的相关尺寸。首先计算斜导柱的直径： 图5.3 斜导柱、滑块和中心顶杆关系计算公式为： 式5.9 式中： P斜导柱所受最大弯曲力（KN）； H斜导柱固定点与受力点的距离（mm）； 弯弯曲许用应力（KN）; a倾斜角（）14；计算许用应力： 弯曲的屈服点： w=（0.670.72）b，取w=0.7b 所以w=700MPa安全系数取2，所以弯=350MPa经过计算， 已知p=4.346N 塑料制品的高为70，所以H设为70mm。a=20把以上数据代入公式，得出d=9.6mm，取12mm。由于斜导柱的直径为12mm，所以滑块的宽度必须大于12mm，最后决定滑块的宽度s取30mm。分析推出机构，塑料制品在上升61mm后，滑块才与中心顶杆接触，用三角函数进行计算， 滑块滑过斜导柱的距离为： 61/cos20=64.9mm滑块滑到最高点剩余斜导柱长度为10mm，开始阶段没有推出动作时，滑块与斜导柱接触部分为15mm，滑块下方的滑块部分为15mm，支撑板的厚度设置为20mm，所以斜导柱固定在支承板上的长度为： 由上面的数据相加可以知道，斜导柱的总长度L126mm。斜导柱在装配图中的具体位置在绘制装配图时合理步图。滑块的斜孔位置，和滑块的长度保证之前计算数据的情况下，合理设计。5.8 弹簧的选择弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。在模具中基本选择的是螺旋弹簧。弹簧的选择，根据型芯内弹簧槽的设计数据，考虑到塑料制品的脱模行程在70mm以上，另外，弹簧的作用是复位，所以受到的力比较小，是较小载荷，所以在下表7.1中选择出弹簧。 单位：mm 表7.1 较轻载荷弹簧表 产品编号外径内径自由长定数30力50力压缩量荷重压缩量KF3025 30 16255.7612.57211.3 30304.801513.5 35354.1117.515.8 40403.602018 45453.2022.520.3 50502.882522.5 60552.6227.524.3 65602.403027 70652.2232.529.3 75702.063531.5 80751.9237.533.8 90801.804036 100901.604540.5 1101001.445045 1251251.1562.556.3 1501500.967567.5 1751750.8287.578.8 因为弹簧内要穿过中心顶杆，而中心顶杆的直径为16mm，所以选择弹簧的编号为：KF30150。弹簧的最大载荷为72Kg，换算完之后最大的弹簧力为705.6N，相比于脱模力来说很小，所以当弹簧压缩量最大的时后，中心顶杆的强度足够，没有断裂或者变形的危险。所以滑块和斜导柱的强度也是足够的。6 推出机构零件工艺6.1 推板的工艺推板的结构比较简单，对其粗糙度没有太高的要求。在推板上有若干个孔。板类零件的加工一般是用铣床来完成，孔用钻床来完成。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。表面的质量要求需要至少两次完成，粗铣和精铣。在质量要求高的情况下可能会需要铣更多次，甚至用精研。6.2 斜导柱、推杆和中心顶杆的工艺把推杆和中心顶杆归在一起。因为它们都是杆类零件，斜导柱是短杆，推杆为普通的杆类型，中心顶杆为细长杆。三个零件正好是杆类零件分类的全部类型。杆类零件的材料一般需要调质处理，切削用量主要根据零件的长径比。杆类零件加工基本用车床来完成，现在也有部分使用加工中心来完成。车床的运动是刀具对旋转的工件加工的。斜导柱加工按照杆的一般加工就可以，但是它的固定端的斜面需要用铣床来完成加工。后两种杆的都相对比较长，需要顶尖。细长杆在车床上建功的时候必须要支架。防止杆在加工过程中折断或者变形，不然会增加废品率。6.3 滑块的工艺滑块在整个机构中的作用至关重要，它是联系注塑机和推出机构的枢纽。滑块的形状简单，但是它与几个零件相接触所以对滑块的表面质量还是有一定要求的。确定了表面质量后，对具体的加工工艺做出确定。滑块下料需要锯床，然后要经过铣床粗铣，再再钻出斜孔 ，在进行扩孔，之后还要半精铣、精铣等。 6.4 弹簧的工艺弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。弹簧材质一般常见分类为钢丝、琴钢、不锈钢及合金钢。选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。加工弹簧的设备是卷簧机。卷簧是弹簧卷制成型的简称。卷簧的精度对整个制作过程起着极其重要的作用。弹簧的卷制有两种：有芯卷簧和无芯卷簧。无芯卷簧也叫自动卷簧。有芯卷簧劳动量大，生产率低，产品质量和材料利用率低。而无芯卷簧减少了工作量，提高了生产。并且有芯卷簧很多不能完成的，无芯卷簧都能完成，比如卷制锥形、中凸形、中凹形弹簧；也可以卷制不等距和不并圈。弹簧加工的工艺过程一般为绕制成型热处理端面处理强化处理热处理表面处理。普通压缩弹簧的加工制造分冷成型和热成型两种加工工艺。一般弹簧钢丝线径小于16mm的时候，考虑成本及加工的批量性，采用冷成型工艺。当材料大于一定的规格，冷成型加工设备无法满足要求时，或者材料的加工特性要求，比如耐热弹簧钢，采用热成型工艺，即将弹簧材料加热到一定温度后在进行成型加工。7 注塑机的选择7.1 塑料水杯体积、质量的计算因为水杯的开模角很小，直接用圆柱公式估算体积：由零件图得出：r1=60mm，r2=57mm，h1=70mm，h2=67mm所以，由公式计算得出：V=26942.3mm3聚碳酸酯的密度是1.2g/cm3=32.33g7.2 选择合适的注塑机通过塑料制品的质量和体积，并且参考模具外形，大概为300300mm查国产注塑机型号及主要技术参数表，选择注塑机型号为：XS-ZY250。以下是这个注塑机的详细参数：理论注射量（最大）250cm3；螺杆（柱塞）直径-50mm；注射压力130MPa；注射行程160mm；注塑时间2s；锁模力1800kN;最大模具厚度350mm；最小模具厚度200mm15。确定了注塑机之后，设计的过程中必须考虑不能是设计的尺寸或受力，超出注塑机的基本参数。8 推出机构非标零件图及装配图按照计算的数据绘制，根据公差表等等的工具查出自己画图所需要的数据，根据制图要求绘制零件图和装配图。图纸避免低级错误的出现，需要认真核对数据，反复检查。详细