　　　模具设计是工业生产中的重要工艺，是我国经济发展体系里的重要因素，好的模具能节省材料节省人力，节省时间，因此受到广泛的关注。注塑模是模具设计里的一种重要成型工艺，它主要用于热变形塑料的成形，也可以成形热固性塑料。它的生产效率极高，并且非常容易实现自动化，最重要的是生产出来的塑件质量都很好。注塑模形式多样，内容多样，结构复杂，对于它的发展也不会就此止步。

　　　本次毕业设计的主要任务是对外螺纹液压管接头四通管模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产外螺纹液压管接头四通管的塑件产品，以实现自动化提高产量。主要内容包括绪论、塑件的结构及成型工艺分析、材料的选择及成型工艺、注射机的选择及校核、模具的工作及结构原理、浇注系统的设计、成型零部件的设计、侧向分型机构的设计、合模导向机构的设计、温度调节系统的设计、排气系统的设计、顶出机构的设计、支撑零部件的设计等。在设计过程种运用到了Proe3.0软件对塑件进行三维造型，通过使用AutoCAD来设计整套模具，并运用CAXA/CAD对其装配图与零件图等进行表述，设计过程中也借鉴到很多学者的著作，设计相对充实。

　　　本文是探究四通管的注塑模具设计，详细描述了整套模具的设计过程。通过对整个模具设计的过程，进一步加深对注塑成型工艺的了解，同时也巩固了对成型工艺的类型、结构、工作原理等的理论知识，以及在实践中总结并掌握模具设计的关键要点和设计方法　　

关键词：外螺纹四通管；注塑模具；注射机；侧型芯滑块；

Abstract　

　　　This graduation design is the main task of the inclined tee mould design, namely a pair of injection mold is designed to produce the plastic parts of inclined tee products, in order to realize the automation to increase production. The main contents include design options and checking , mold and structural work principle , the introduction of gating system , structure and plastic parts molding process analysis , choice of materials and molding process , injection machine , designed molded parts , lateral sub- design mechanism design guide clamping mechanism , temperature control system design, the design of the exhaust system , the ejection mechanism designed to support the design of parts .

　　　 This article is to explore the plastic injection mold design four line , a detailed description of the entire mold design process.Through the entire mold design process , and further deepen their understanding of the injection molding process , but also to consolidate the process of forming the type, structure and operating principles of the theory of knowledge, as well as summary and master mold design practice and design a key point methods.

Key words: oblique tee; Injection mould; Injection machine; Core side slide block;

引言1

2 塑件成型工艺的可行性分析3

2.1 塑件分析3

2.2 塑件的原材料分析3

2.2.1主要技术指标4

2.2.2 ABS的注射工艺参数4

2.3 塑件的成型工艺分析4

2.3.1精度等级4

2.3.2脱模斜度5

2.3.3塑件壁厚5

3 注射成型机的选择与成型腔数的确定5

3.1 注射成型机的选择5

3.1.1估算零件体积和投影面积5

3.1.2注射量的计算6

3.1.3锁模力6

3.1.4选择注射机及注射机的主要参数6

3.2 注塑机的校核6

3.2.1最大注塑量校核6

3.2.2注射压力的校核7

3.2.3锁模力校核7

3.3 成型腔数的确定7

4 浇注系统的设计8

4.1 浇注系统的作用8

4.2 浇注系统的组成8

4.3 主流道设计8

4.3.1 主流道设计要点8

4.3.2浇口套的尺寸设计要求9

4.4 浇口设计10

4.6 主流道剪切速率校核11

4.6.1估算主流道凝料体积11

4.6.2主流道剪切速率校核11

5 成型零件结构设计12

5.1 分型面的设计12

5.1.1分型面的分类12

5.1.2分型面的选择原则12

5.1.3分型面的确定12

5.2 型腔的分布13

5.3 凹模的结构设计13

5.4 模具型零成件的工作尺寸计算14

5.4.1塑件的收缩率波动误差s14

5.4.3模具成型零件的磨损c15

5.4.4模具安装配合误差j15

5.5 型腔和型芯径向尺寸的计算16

5.5.1型腔径向尺寸的计算16

5.5.2型芯径向尺寸的计算16

5.5.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算16

6 排气系统的设计17

6.1 排气不良的危害17

6.2排气系统的设计方法17

7 导向与脱模机构的设计18

7.1导向机构的作用和设计原则18

7.1.1导向机构的作用18

7.1.2导向机构的设计原则18

7.2导柱、导套的设计18

7.2.1导柱的设计18

7.2.2导套的设计19

7.2.3导向孔的总体布局19

7.3 推出机构设计19

7.4 脱模力的计算20

7.5 推杆的设计21

7.5.1推杆长度及强度计算21

7.5.2推杆的形状及固定形式22

7.2.3推杆位置的选择23

8侧向分型与抽芯机构的设计24

8.1 抽芯机构设计原则24

8.2 抽芯机构的确定24

8.3 抽芯距S24

8.4 滑块的设计24

8.5 导滑槽的设计25

8.6 锁紧块25

8.7 锁紧块的结构形式26

9冷却系统设计26

9.1 冷却系统的设计原则26

9.2 温度调节对塑件质量的影响27

9.3 对温度调节系统的要求27

9.4 冷却装置的设计要点27

9.5 冷却系统设计计算27

9.5.1冷却水的体积流量27

9.5.2冷却水管直径28

9.5.3冷却水道的结构28

10 其它结构零部件的设计29

10.1 模具安装尺寸校核29

10.2 开模行程的效核29

11小结30

参考文献31

致谢32

　　　注塑成型是一项越来越成熟的加工技术，它目前是在塑性成型的各个领域加工中最常见也最常用的加工方法，其中注塑模具已经被广泛的采用，在很多方面的应用都得到相当高的重视[12]。我国模具研究单位因此也投入了很大的科研精力，目的在于使注塑模具的发展得到最大的提高。它的生产零件的质量、模具的结构、温度调控系统、制造精度、生产周期以及生产效率的高低，直接影响到产品的质量、产量和成本。当今社会，我们追求的正是质量与成本，统称为性价比，模具的应用正是性价比的最高体现，有的时候我们用一个模具可以同时制造出很多个质量精良，结构复杂的高精度塑件，这在以前来说几乎是不可能实现的[2]。注塑成型现已被广泛的应用于机械、计算机、高科技材料、电子、航空、航天、军工、学习用品、交通、汽车、建材、医疗器械、生物、能源和日用品等领域[1]。虽然在很多人看来一个小小的模具制造工艺能有多大的影响对于一个国家的发展，我觉得这种想法是错误的，因为从小方面来说这一门技术的成熟意味着对塑件成型的深入研究取得了长足进步，也就是说我们生产塑件就会更加便捷也会更加快速，这对于塑料工业来说是一个很大的贡献，因此不容小视；大方面来说正是这种对于先进技术的渴望推动我们整个民族在进步，我们知道我们在清政府以后闭关锁国导致在科技方面落后西方一大截，但我们中华民族从来没有服输过，一直都是在迎头赶上，只为了争这一口气，而注塑模的研究进步正是对我们的一种肯定，因此我们应当不遗余力的继续在这条路上走下去。我国近年来一直致力于模具的研究，现在也已经逐步跟上了欧美先进的步伐。在一些发达国家，模具产业早已形成产业链，成为这些国家的基础经济工业之一。很多国家在发展高科技产业的同时也兼顾发展轻工业，在美国，模具工业被成为“美国工业的基石”，在日本被称为“促进社会富裕的动力、源泉”[3]。因此在轻工业行业有这么一句话：工业要发展，模具要先行。没有高水平的模具制造工艺就没有质量非常优良的科技产品。现在，模具工业水平是衡量一个国家制造工业制造水平高低的重要标志。可以这么大胆的预测，模具工业在国民经济中的地位将与日俱增，并且扮演越来越重要的角色。因此我们必须毫无疑虑的发展模具工业，对于我们国家的生产力的进步有很大的推动作用。

　　　模具按用途可以分为注塑模具、压铸模具、拉拔模具、塑料模具、橡胶模具、陶瓷模具和锻压模具等[2]。注塑模成型是通过一系列流程得到所需的各种产品或工件，而这样生产出来的一个设计合理的塑件往往能够代替几个传统金属构件，甚至能起到金属制品所不能替代的作用。利用塑性材料特有的特性，一次加工成型往往可以得到非常复杂的形状，在速度非常快的同时还能一次得到很多数量的塑件，它所带来的实际应用效果非传统构件所能相比。从模具行业的发展趋势来看，复杂化、精密化、大型化是其发展主旋律。采用模具成型工艺，运用高新技术控制对所需的零件进行加工生产，不仅可以提高生产时效，保质保量。而且还能减少生产线对材料的过度依赖，减少生产时间，压缩了生产成本，更好的获取经济效益。面对激烈的市场竞争，我国如果想要成为制造业的领头羊，那么就必须要大力发展模具生产，增强对大型、复杂、精密的模具的自主开发能力，从而提高竞争力。

　　　注射成型在现代成型界重要程度日益增长，是一种越来越受重视的塑料成型方式，成型周期非常短，自动化程度非常高，甚至可以实现全自动生产，而且他所能制造的塑料总类非常多，基本上，除了氟塑料，其他的塑料全都能用注射成型来完成。这也正是注塑模的优点以及优势所在，但是他也是有缺点的，比如造价比较昂贵，不适合小批量生产等。但是瑕不掩瑜，注射成型应当算是当代最受瞩目应用最广的一种塑料成型方式。

这也正是为什么此次设计我们要着力于注塑模的设计的原因，而此次设计的重难点在于：学会查阅专业书刊并学为所用;利用画图软件进行细致的作图;理论知识要能运用到解决实际的问题;毕业论文的撰写;严谨的作风端正的态度。　　　结合生活实际，以及考虑到价格材料等各方面因素，选用ABS作为此次设计的材料，关于材料的介绍在后面的章节会有介绍；而在浇口方面，由于塑件结构较对称且非常均匀分布，因此我们选择直接浇口，采用后续处理的方法对其进行加工制造；对于结构的设计，我们选用上下凹模，四面侧抽芯，滑块的型芯充当成型的作用；综合考虑经济效益以及制件的生产质量我们采取一模一腔的方式；推出方式为一次推出；三维图2.1如上所示。

　　　2.2 塑件的原材料分析

　　　关于本次设计的原材料ABS，英文名称:acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，具有以下特性：

　　　（1）具有较高的耐热性。连续使用时的温度可达到110～120℃；

　　　（2）拥有良好的力学性能，成型加工性能良好；

　　　（3）流动性良好，溢边值在0.003mm左右；

　　　（4）质地纯净，无毒性，透明性好，吸湿性小，电绝缘性能好；

　　　（5）冷却速度较快，浇注系统及冷却系统应该缓慢散热；

　　　（6）着色性不好，模具处于50℃以下色泽不均，易产生流痕和熔接不良；

　　　（7）因收缩率较大，易发生缩孔、变形、凹痕等缺陷，方向性强；

　　　（8）塑件壁厚应均匀，尽量避免因缺口和尖角造成的应力集中。9冷却系统设计

　　　我们大家都知道，注射模具温度调节能力与其塑件质量及生产效率是成正比的，温度调剂能力越强，则生产出来的塑件的质量必定要比温度调节能力差的模具生产出来的塑件要好；相反如果温度调节能力比较弱，那么生产出来的制件很有可能会有质量问题甚至沦为废品。因此一个优秀的模具设计必须有一个完整科学的温度调节系统。当模具内部温度过高时，塑件的各项尺寸基本都会发生改变，如果冷却系统足够优秀，则能阻止这一切的发生，但如果设计中没有考虑温度调节系统的话，那么很有可能这一个模具生产出来的全是废品，所以我们必须设计一个温度调控系统，目的就是为了提高制件的质量以及生产效率，针对本次设计，我们需要的调节系统主要是冷却系统，下面将对其进行进一步的设计。

9.1 冷却系统的设计原则

　　　（1）我们知道当型腔表面与水管接触面比较多时，冷却效果比较好，因此我们设计冷却水管时应当使其截面积越大越好；

　　　（2）针对散热主要区域应当多布置水路，而一些不需要冷却的地方则尽量少，从而达到最佳冷却效果；

　　　（3）在浇口这个地方应该着重增加冷却效果，因为浇口附近温度是最高的，如果不进行冷却容易局部受热导致变形；

　　　（4）在一些镶嵌的地方尽量避免冷却水路的经过，一旦漏水则会损坏模具；

　　　（5）在设计冷却水路时应当注意平均散热，防止由于局部地方散热过慢或者局部地方散热过快导致塑件温度不一样从而影响质量；

　　　（6）冷却管道的设计要注意节约材料，争取全都用到点上不要浪费一寸水管。

　　　（7）冷却管道的尺寸不能太大也不能太小，太小了起不到冷却效果，太大了则影响模具的清洗以及增加模具的造价。

温度调节对塑件质量的影响

　　　（1）模具如果温度太高的话，那么成性收缩率会变大，塑件的尺寸也随之变大，而且很有可能使得熔料流出型腔；

　　　（2）如果温度太低的话，熔料的整体流动速度太慢，当流到指定位置时很有可能已经开始冷却了，不能填充满整个型腔，从而导致制件形状与尺寸不规则；

　　　（3）只有在温度适中，流速适中的情况下才能制造出优秀的制品。

对温度调节系统的要求

　　　（1）根据我们要加工的塑件，考虑其材料结构等各方面因素，首先确定温度调节系统是要加热还是冷却；

　　　（2）整个模具的温度应该越均匀越好，在恒定均匀模温下制件的质量是最高的；

　　　（3）在冷却水管中，水的流速应该不要太快，但是流量是越大越好；

冷却装置的设计要点

　　　（1）在冷却装置中，冷却水孔越多越好，越能起到冷却的作用；

　　　（2）水流管道最好与型腔等需要冷却的零件平行，这样有利于平均散热；

　　　（3）对于一些比较关键的部位应该着重进行冷却，比如浇口这些地方；

　　　（4）冷却系统要注意密封检查气密性；

　　　（5）水管中的水最好成湍流状态，这种冷却效果最好；

　　　（6）水管接头的位置最好设置在模具一侧，也就是注塑机的后面；

　　　（7）根据模具的不同要灵活改变冷却管道的形状及水路；

　　　（8）在能达到冷却效果的前提下尽量节约材料反对铺张浪费。

　　　　　　参考文献

[1] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社.2002.

[2] 模具实用技术丛书编委会．模具实用技术注塑模具设计制造与应用实例[M]．北京:

机械工业出版社2002.

[3] 颜智伟.塑料模具设计与机构设计[M].北京：国防工业出版社，2006.

[4] 黄婧远，等.机械设计学[J]. 北京：机械工业出版社，2002.

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[6] 模具实用技术丛书编委会编.塑料模具设计制造与应用实例[M].北京：机械工业出版社.2002.

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[14] 刘朝如，等.机械制图[M].北京：高等教育出版社，2004.10

[15] 许发樾.模具设计与制造手册[M].北京：机械工业出版社，2000.10

QQ截图20140626192647.gif

定模座板.gif

动模座板.gif

滑块镶件.gif

上凹模.gif

上凹模固定板.gif

推杆固定板.gif

推杆支撑板.gif

外螺纹液压管四通管接头注塑模具设计.gif

下凹模.gif

下凹模固定板.gif

装配图.gif

内容简介：: 毕业设计（论文）中期检查表（指导教师）指导教师姓名：曹泰山填表日期： 2014年 4 月 20 日学生学号1000110103学生姓名黄志勇题目名称外螺纹液压管四通管注塑模设计已完成内容1、完成装配图的绘制；2、完成大部分论文；3、完成英文翻译；4、大部分零件图的绘制；检查日期：2014-4-20完成情况全部完成按进度完成滞后进度安排存在困难相关部分的计算比较难进行。解决办法查阅相关资料，并且与指导老师和同学们一起讨论解决方案。预期成绩优秀良好中等及格不及格建议教师签名：教务处实践教学科制表说明：1、本表由检查毕业设计的指导教师如实填写；2、此表要放入毕业设计（论文）档案袋中；3、各院(系)分类汇总后报教务处实践教学科备案编号：毕业设计(论文)任务书题目：外螺纹液压管四通管接头注塑模具设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：黄志勇学号： 1000110103 指导教师单位：机电工程学院姓名：曹泰山职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2013年12月19日一、毕业设计（论文）的内容1、查找相关的资料并阅读消化，明确外螺纹液压管四通管接头注塑模设计注塑模具设计要求，分析该塑料制品成型工艺及其可能性和经济性等因素，对零件图纸进行结构和工艺分析，设计成型工艺；2、掌握成型设备的技术规范，进行模具结构设计及模具设计的有关计算；3、模具总体尺寸的设计与结构草图的绘制，模具结构总装图和零件工作图的设计绘制；4、编制主要零件的制造工艺。二、毕业设计（论文）的要求与数据1、外螺纹液压管四通管接头注塑模设计注塑模具设计形状特点确定其注塑模的方案设计；2、该塑料制品的设计难点是抽芯机构的设计；3、确定其使用的材料为ABS；4、制品的具体尺寸请测绘出图；5、塑件成型时无变形，注出的制件表面光滑，无气泡和其它缺陷，无飞边或少飞边。三、毕业设计（论文）应完成的工作1、完成注塑模的总体方案设计，完成开题报告。2、进行模具结构设计并选用标准件，完成零件间的配给选用及相关的设计计算。3、用0号图纸绘制装配图，采用CAD软件绘制零件图，绘图工作量折合A0图纸3张以上，其中必须包含两张A3以上的计算机绘图图纸，用PRO/E 软件对塑件和模具进行实体造型。4、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括300-500个单词详细的英文摘要；5、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；6、完成导师所指定的其它工作。并附有开题报告一份。四、应收集的资料及主要参考文献1 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社.2002.2 模具实用技术丛书编委会模具实用技术注塑模具设计制造与应用实例M北京:机械工业出版社2002. 3 颜智伟.塑料模具设计与机构设计M.北京：国防工业出版社，2006.4 姜明艳.薄壁外壳注塑模设计J. 北京：机械工业出版社，2002.5 王文广等.塑料注射模具设计技巧与实例M.北京：化学工业出版社.2004.6 模具实用技术丛书编委会编.塑料模具设计制造与应用实例M.北京：机械工业出版社.2002.7 李学锋.塑料模设计及制造M.北京：机械工业出版社 2002.8 德G.曼格斯，李玉泉译.塑料注射成型模具的设计和制造M.北京轻工出版社,2005.9谭雪松, 林晓新, 温丽编. 新编塑料模具设计手册M.北京：人民邮电出版社，2007. 10 Childs Peter R.NMechanical DesignJOxford :Butterworth-Heinemann，2003五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件计算机一台CAD设计软件任务下达时间：2013年12月9日毕业设计开始与完成时间：2013年12月9日至 2014年05 月4日组织实施单位：教研室主任意见：签字： 2013年12月14日院领导小组意见：签字： 2013 年12月16日编号：毕业设计(论文)开题报告题目：外螺纹液压管接头四通管注塑模设计学院：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：机电工程学院姓名：职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2013年12月23日1本课题的主要内容、重点和难点等毕业设计的主要内容：模具工业是工业经济的基础，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。此次设计主要是围绕外螺纹液压管四通管接头注塑模设计展开的，其主要内容如下：1、参观调研，查阅资料。到模具制造相关企业调研，了解模具生产、制造、加工情况。结合本课题，查阅相关资料；2、撰写课题报告；3、通过对产品的性能分析，完成相关的模具结构与零件设计；4、设计的模具结构要求完整、合理；5、合理选择尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，绘制的产品图样完整；6、认真分析制件图，确定模具型腔、模具结构、分型面和进料口形式，计算含收缩率的相关尺寸和模具的强度和刚度；7、绘制模具总装图、零件图；8、撰写毕业设计（论文）说明书；9、翻译专业外语文献。毕业设计的重点难点：1、零件设计的合理性分析，工艺及结构分析；2、材料选择，收缩率计算。模具强度及刚度分析；3、壳类薄壁零件成型工艺考虑，保证获得光洁完整美观的表面；4、模具型腔数的确定，模具结构、分型面和进料口形式的选择；5、绘制模具总装图、零件图及尺寸标注。2准备情况（查阅的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。专家预测，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。通过调研及查阅资料,对外螺纹液压管四通管接头注塑模设计方案有了初步的构思,预计能够按时完成毕业设计任务。调研情况1.模具技术的现状模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计（CAD）技术以来，这项技术已获得认可，并且得到来快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（CAE）技术，现在也为许多企业应用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。就大多数模具制造企业而言，今后的发展方向应以提高数控化和计算机化水平为主，积极采用高新技术，逐步走向CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化。模具无纸化制造将逐渐替代传统的设计和加工。不同类型的模具有不同的加工方法，同类模具也可以用不同加工技术去完成。模具加工的工作主要集中在模具型面加工、表面加工和装配，加工方法主要有精密铸造、金属切削加工、电火花加工、电化学加工、激光及其它高能波束加工，以及集两种以上加工方法为一体的复合加工等。数控和计算机技术的不断发展，使它们在许多模具加工方法中得到来广泛的应用。在工业产品品种多样化及个性化日益明显，产品更新换代来快，市场竞争来激烈的情况下，用户要求模具制造交货期短、精度高、质量好、价格低，带动模具加工技术向以下几方面发展。1、高速铣削技术 2、电火花加工技术 3、快速原型制造（RPM）和快速制模（RT）技术 4、超精密加工、微细加工和复合加工技术 5、先进表面处理技术 6、模具研磨抛光 7、模具自动加工系统 8、模具CAM/DNC技术及软件2.外螺纹液压管四通管接头注塑模设计的工序：(1)灵感：手绘草图，确认大体外观；(2)实践：软件pro-e画出大致外观；(3)用pro-e做出内部的结构，实现外观所需要的；(4)将pro-e做的图导入AutoCAD中；(5)修改结构图。3.注射模具的设计过程(1)对塑料零件的材料、形状和功能进行分析(2)确定型腔的数目确定型腔的数目条件有：最大注射量、锁模力、产品的精度要求和经济性等。(3)选择分型面分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成型的塑件为原则。(4)型腔的布置方案型腔的布置应采用平衡式排列，以保证各型腔平衡进料。型腔的布置还要注意与冷却管道、推杆布置的协调问题。(5)确定浇注系统浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计应根据模具的类型、型腔的数目及布置方式、塑件的原料及尺寸等确定。(6)确定脱模方式脱模方式的设计应根据塑件留在模具的部分而同。由于注射机的推出顶杆在动模部分，所以，脱模推出机构一般都设计在模具的动模部分。因此，应设计成使塑件能留在动模部分。设计中，除了将较长的型芯安排在动模部分以外，还常设计拉料杆，强制塑件留在动模部分。但也有些塑件的结构要求塑件在分型时，留在定模部分，在定模一侧设计出推出装置。推出机构的设计也应根据塑件的不同结构设计出不同的形式，有推杆、推管和推板等结构。(7)确定调温系统结构模具的调温系统主要由塑料种类决定。模具的大小、塑件的物理性能、外观和尺寸精度都对模具的调温系统有影响。(8)确定凹模和型心的固定方式当凹模或型心采用镶块结构时，应合理地划分铁块并同时考虑镶块的强度、可加工性及安装固定。(9)确定排气尺寸一般注射模的排气可以利用模具分型面和推杆与模具的间隙；而对于大型和高速成型的注射模，必须设计相应的排气装置。(10)确定注射模的主要尺寸根据相应的公式，计算成型零件的工作尺寸，以及决定模具型腔的侧壁厚度、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板的厚度及注射模的闭合高度。(11)选用标准模架根据设计、计算的注射模的主要尺寸，来选用注视模的标准模架，并尽量选择标准模具零件。(12)绘制模具的结构草图在以上工作的基础上，绘制注射模的完整的结构草图，绘制模具结构图是模具设计十分重要的工作，其步骤为先画俯视图（顺序为：画模架、型腔、冷却管道、支撑柱、推出机构），再画出主视图。(13)校核模具与注射机有关尺寸对所使用的注射机的参数进行校核：包括最大注射量、注射压力、锁模力及模具的安装部分的尺寸、开模行程和推出机构的校核。(14)注射模结构设计的审查对根据上述有关注视模结构设计的各项要求设计出来的注射模，应进行注射模结构设计的初步审查，同时，也有必要对提出的要求加以确认和修改。(15)绘制模具的装配图装配图是模具装配的主要依据，因此应清楚地表明注视模的各个零件的装配关系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直径、安装尺寸、活动零件的极限尺寸等）、序号、明细表、标题栏及技术要求。(16)绘制模具的零件图由模具装配图拆绘零件图的顺序为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。(17)复核设计图样注射模具设计的最后是审核所设计的注射模，应多关注零件的加工、性能。已查阅的文献资料1 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社，2002.2 余强，陆斐.Pro/E模具设计基础教程M.北京:清华大学出版社，2005.3 颜智伟.塑料模具设计与机构设计M.北京：国防工业出版社，2006.4 姜明艳.薄壁外壳注塑模设计J.2002.5 王文广等.塑料注射模具设计技巧与实例M.北京：化学工业出版社，2004.6 模具实用技术丛书编委会编.塑料模具设计制造与应用实例M.北京：机械工业出版社，2002.7 李学锋.塑料模设计及制造M.北京：机械工业出版社，2002.8 王敏杰,宋满仓. 模具制造技术M. 北京: 电子工业出版社，2004.9 谭雪松, 林晓新, 温丽编. 新编塑料模具设计手册M.北京：人民邮电出版社，2007. 10 Childs Peter R.N Mechanical DesignJOxford :Butterworth-Heinemann，2003.现有设备及实验条件：计算机一台，使用软件为Pro/Engineer3.0及Auto CAD2008，以上实验条件可满足本次毕业设计的要求。3、总体安排和进度计划一、2013年12月9日至2013年12月22日，理解消化毕设任务书要求并收集、分析、消化资料文献，根据毕设内容完成并交开题报告；二、2014年1月6日至2014年1月13日，开展调研，了解塑件结构，对原材料进行分析，考虑塑件的成型工艺性、模具的总体结构的形式，并完成部分英文摘要翻译。三、2014年3月4日至2013年3月31日，查阅资料，熟悉注射模的结构及有关计算，拟定模具的方案设计、总体设计及主要零件设计，拟定成型工艺过程，查阅有关手册确定适宜的工艺参数，注射机的选择及确定注射设备及型号规格；四、2014年4月1日至2014年4月6日，完成设计计算任务，总体结构的设计和完成总装配图及零件图的设计；五、2014年4月7日至2014年4月21日，完成设计，图纸绘制任务，工艺规程说明书的编写；六、2014年4月22日至2014年5月4日，完善设计并完成论文的撰写；七、2014年5月5日至2014年5月9日，修改并打印毕业论文及整理相关资料，交指导老师评阅，准备论文答辩。指导教师意见指导教师（签字）： 2013年12月日开题小组意见开题小组组长（签字）：2014年1 月日院（系、部）意见主管院长（系、部主任）签字： 2014年1月日桂林电子科技大学毕业设计（论文）编号：毕业设计说明书题目：外螺纹液压管接头四通管注塑模具设计院（系）：国防生学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：机电工程学院姓名：职称：讲师题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2014年 5月 4 日摘要模具设计是工业生产中的重要工艺，是我国经济发展体系里的重要因素，好的模具能节省材料节省人力，节省时间，因此受到广泛的关注。注塑模是模具设计里的一种重要成型工艺，它主要用于热变形塑料的成形，也可以成形热固性塑料。它的生产效率极高，并且非常容易实现自动化，最重要的是生产出来的塑件质量都很好。注塑模形式多样，内容多样，结构复杂，对于它的发展也不会就此止步。本次毕业设计的主要任务是对外螺纹液压管接头四通管模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产外螺纹液压管接头四通管的塑件产品，以实现自动化提高产量。主要内容包括绪论、塑件的结构及成型工艺分析、材料的选择及成型工艺、注射机的选择及校核、模具的工作及结构原理、浇注系统的设计、成型零部件的设计、侧向分型机构的设计、合模导向机构的设计、温度调节系统的设计、排气系统的设计、顶出机构的设计、支撑零部件的设计等。在设计过程种运用到了Proe3.0软件对塑件进行三维造型，通过使用AutoCAD来设计整套模具，并运用CAXA/CAD对其装配图与零件图等进行表述，设计过程中也借鉴到很多学者的著作，设计相对充实。本文是探究四通管的注塑模具设计，详细描述了整套模具的设计过程。通过对整个模具设计的过程，进一步加深对注塑成型工艺的了解，同时也巩固了对成型工艺的类型、结构、工作原理等的理论知识，以及在实践中总结并掌握模具设计的关键要点和设计方法。关键词：外螺纹四通管；注塑模具；注射机；侧型芯滑块；AbstractThis graduation design is the main task of the inclined tee mould design, namely a pair of injection mold is designed to produce the plastic parts of inclined tee products, in order to realize the automation to increase production. The main contents include design options and checking , mold and structural work principle , the introduction of gating system , structure and plastic parts molding process analysis , choice of materials and molding process , injection machine , designed molded parts , lateral sub- design mechanism design guide clamping mechanism , temperature control system design, the design of the exhaust system , the ejection mechanism designed to support the design of parts . This article is to explore the plastic injection mold design four line , a detailed description of the entire mold design process.Through the entire mold design process , and further deepen their understanding of the injection molding process , but also to consolidate the process of forming the type, structure and operating principles of the theory of knowledge, as well as summary and master mold design practice and design a key point methods. Key words: oblique tee; Injection mould; Injection machine; Core side slide block; 目录引言12 塑件成型工艺的可行性分析32.1 塑件分析32.2 塑件的原材料分析32.2.1主要技术指标42.2.2 ABS的注射工艺参数42.3 塑件的成型工艺分析42.3.1精度等级42.3.2脱模斜度52.3.3塑件壁厚53 注射成型机的选择与成型腔数的确定53.1 注射成型机的选择53.1.1估算零件体积和投影面积53.1.2注射量的计算63.1.3锁模力63.1.4选择注射机及注射机的主要参数63.2 注塑机的校核63.2.1最大注塑量校核63.2.2注射压力的校核73.2.3锁模力校核73.3 成型腔数的确定74 浇注系统的设计84.1 浇注系统的作用84.2 浇注系统的组成84.3 主流道设计84.3.1 主流道设计要点84.3.2浇口套的尺寸设计要求94.4 浇口设计104.6 主流道剪切速率校核114.6.1估算主流道凝料体积114.6.2主流道剪切速率校核115 成型零件结构设计125.1 分型面的设计125.1.1分型面的分类125.1.2分型面的选择原则125.1.3分型面的确定125.2 型腔的分布135.3 凹模的结构设计135.4 模具型零成件的工作尺寸计算145.4.1塑件的收缩率波动误差ds145.4.3模具成型零件的磨损dc155.4.4模具安装配合误差dj155.5 型腔和型芯径向尺寸的计算165.5.1型腔径向尺寸的计算165.5.2型芯径向尺寸的计算165.5.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算166 排气系统的设计176.1 排气不良的危害176.2排气系统的设计方法177 导向与脱模机构的设计187.1导向机构的作用和设计原则187.1.1导向机构的作用187.1.2导向机构的设计原则187.2导柱、导套的设计187.2.1导柱的设计187.2.2导套的设计197.2.3导向孔的总体布局197.3 推出机构设计197.4 脱模力的计算207.5 推杆的设计217.5.1推杆长度及强度计算217.5.2推杆的形状及固定形式227.2.3推杆位置的选择238侧向分型与抽芯机构的设计248.1 抽芯机构设计原则248.2 抽芯机构的确定248.3 抽芯距S248.4 滑块的设计248.5 导滑槽的设计258.6 锁紧块258.7 锁紧块的结构形式269冷却系统设计269.1 冷却系统的设计原则269.2 温度调节对塑件质量的影响279.3 对温度调节系统的要求279.4 冷却装置的设计要点279.5 冷却系统设计计算279.5.1冷却水的体积流量279.5.2冷却水管直径289.5.3冷却水道的结构2810 其它结构零部件的设计2910.1 模具安装尺寸校核2910.2 开模行程的效核2911小结30参考文献31致谢32第 34 页共 41 页桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸引言注塑成型是一项越来越成熟的加工技术，它目前是在塑性成型的各个领域加工中最常见也最常用的加工方法，其中注塑模具已经被广泛的采用，在很多方面的应用都得到相当高的重视12。我国模具研究单位因此也投入了很大的科研精力，目的在于使注塑模具的发展得到最大的提高。它的生产零件的质量、模具的结构、温度调控系统、制造精度、生产周期以及生产效率的高低，直接影响到产品的质量、产量和成本。当今社会，我们追求的正是质量与成本，统称为性价比，模具的应用正是性价比的最高体现，有的时候我们用一个模具可以同时制造出很多个质量精良，结构复杂的高精度塑件，这在以前来说几乎是不可能实现的2。注塑成型现已被广泛的应用于机械、计算机、高科技材料、电子、航空、航天、军工、学习用品、交通、汽车、建材、医疗器械、生物、能源和日用品等领域1。虽然在很多人看来一个小小的模具制造工艺能有多大的影响对于一个国家的发展，我觉得这种想法是错误的，因为从小方面来说这一门技术的成熟意味着对塑件成型的深入研究取得了长足进步，也就是说我们生产塑件就会更加便捷也会更加快速，这对于塑料工业来说是一个很大的贡献，因此不容小视；大方面来说正是这种对于先进技术的渴望推动我们整个民族在进步，我们知道我们在清政府以后闭关锁国导致在科技方面落后西方一大截，但我们中华民族从来没有服输过，一直都是在迎头赶上，只为了争这一口气，而注塑模的研究进步正是对我们的一种肯定，因此我们应当不遗余力的继续在这条路上走下去。我国近年来一直致力于模具的研究，现在也已经逐步跟上了欧美先进的步伐。在一些发达国家，模具产业早已形成产业链，成为这些国家的基础经济工业之一。很多国家在发展高科技产业的同时也兼顾发展轻工业，在美国，模具工业被成为“美国工业的基石”，在日本被称为“促进社会富裕的动力、源泉”3。因此在轻工业行业有这么一句话：工业要发展，模具要先行。没有高水平的模具制造工艺就没有质量非常优良的科技产品。现在，模具工业水平是衡量一个国家制造工业制造水平高低的重要标志。可以这么大胆的预测，模具工业在国民经济中的地位将与日俱增，并且扮演越来越重要的角色。因此我们必须毫无疑虑的发展模具工业，对于我们国家的生产力的进步有很大的推动作用。模具按用途可以分为注塑模具、压铸模具、拉拔模具、塑料模具、橡胶模具、陶瓷模具和锻压模具等2。注塑模成型是通过一系列流程得到所需的各种产品或工件，而这样生产出来的一个设计合理的塑件往往能够代替几个传统金属构件，甚至能起到金属制品所不能替代的作用。利用塑性材料特有的特性，一次加工成型往往可以得到非常复杂的形状，在速度非常快的同时还能一次得到很多数量的塑件，它所带来的实际应用效果非传统构件所能相比。从模具行业的发展趋势来看，复杂化、精密化、大型化是其发展主旋律。采用模具成型工艺，运用高新技术控制对所需的零件进行加工生产，不仅可以提高生产时效，保质保量。而且还能减少生产线对材料的过度依赖，减少生产时间，压缩了生产成本，更好的获取经济效益。面对激烈的市场竞争，我国如果想要成为制造业的领头羊，那么就必须要大力发展模具生产，增强对大型、复杂、精密的模具的自主开发能力，从而提高竞争力。注射成型在现代成型界重要程度日益增长，是一种越来越受重视的塑料成型方式，成型周期非常短，自动化程度非常高，甚至可以实现全自动生产，而且他所能制造的塑料总类非常多，基本上，除了氟塑料，其他的塑料全都能用注射成型来完成。这也正是注塑模的优点以及优势所在，但是他也是有缺点的，比如造价比较昂贵，不适合小批量生产等。但是瑕不掩瑜，注射成型应当算是当代最受瞩目应用最广的一种塑料成型方式。这也正是为什么此次设计我们要着力于注塑模的设计的原因，而此次设计的重难点在于：学会查阅专业书刊并学为所用;利用画图软件进行细致的作图;理论知识要能运用到解决实际的问题;毕业论文的撰写;严谨的作风端正的态度。2 塑件成型工艺的可行性分析2.1 塑件分析图2.1塑件三维图结合生活实际，以及考虑到价格材料等各方面因素，选用ABS作为此次设计的材料，关于材料的介绍在后面的章节会有介绍；而在浇口方面，由于塑件结构较对称且非常均匀分布，因此我们选择直接浇口，采用后续处理的方法对其进行加工制造；对于结构的设计，我们选用上下凹模，四面侧抽芯，滑块的型芯充当成型的作用；综合考虑经济效益以及制件的生产质量我们采取一模一腔的方式；推出方式为一次推出；三维图2.1如上所示。2.2 塑件的原材料分析关于本次设计的原材料ABS，英文名称:acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，具有以下特性：（1）具有较高的耐热性。连续使用时的温度可达到110120；（2）拥有良好的力学性能，成型加工性能良好；（3）流动性良好，溢边值在0.003mm左右；（4）质地纯净，无毒性，透明性好，吸湿性小，电绝缘性能好；（5）冷却速度较快，浇注系统及冷却系统应该缓慢散热；（6）着色性不好，模具处于50以下色泽不均，易产生流痕和熔接不良；（7）因收缩率较大，易发生缩孔、变形、凹痕等缺陷，方向性强；（8）塑件壁厚应均匀，尽量避免因缺口和尖角造成的应力集中。表2-1塑件成型工艺卡塑件名称外螺纹液压管四通管接头塑件草图材料牌号ABS单件重量40.845g成型设备型号卧式注射机每模件数1成型工艺参数成型前熔料温度/180190预干燥温度 /80100时间 /h4成型过程料筒温度前段 /200210中段 /210230后段 /180200喷嘴 /180190模具温度 /5070时间注射 /s35保压 /s1530冷却 /s1530压力注射 / MPa7090保压 / MPa5070后处理退火温度 /7080时间 /h24编制日期审核日期2014.052.2.1主要技术指标比重：1.021.16g/cm3；比容：0.860.98cm3/g；吸水性：0.20.4% (24h)；熔点：130160oC；热变形温度： 4.6105Pa- 130160oC； 18.5105Pa- 90108oC；抗拉屈服强度：(105Pa): 500；拉伸强度模量：1.8104 Mpa；弯曲强度：800105Pa。2.2.2 ABS的注射工艺参数表2-2 ABS的相关注塑参数注射类型普通螺杆式喷嘴温度（）180190喷嘴形式直通式螺杆转速r/min 3060料筒温度()前段200210模具温度()5070中段210230注射压力 (MPa)7090料筒温度()前段200210模具温度()5070中段210230注射压力( MPa)7090后段180200保压力 (MPa )3050注射时间 (S)35保压时间( S)1530冷却时间 (S)1530成型时间 (S)4070预热温度()8085后处理方法红外线灯、鼓风烘箱时间(h)23温度()70总周期(S)50220时间(S)242.3 塑件的成型工艺分析在塑件的设计生产中想要在有限的工序中，生产出优秀的塑件，获取更好的经济效益。除了要对塑件的材料进行分析，检测和实验外，还需对塑件的结构和工艺问题进行特定的分析和处理。这种方法的目的有两个：可以使成型工艺方便，顺利的进行；满足塑件和模具在经济上要求，达到提高产品生产率和减少成本。2.3.1精度等级由于受到很多方面的影响，比如分型面的选择、模具的磨损、塑件成型时的外界条件等，因此根据经验，我们取本塑件的精度取MT5级。2.3.2脱模斜度注塑模具的材料是先加热到熔融态或粘稠态时，通过注射机注射到模具中当温度降低之后也就是材料冷却后，材料必然会出现部分收缩现象，使他紧紧的包紧在型芯上。然后就会导致脱出比较困难，甚至伤害到模具，因此必须设置型芯以及型腔的脱模斜度。依据模具设计与制造简明手册，查表设置产品的脱模斜度，可得：型腔脱模斜度35型芯脱模斜度302.3.3塑件壁厚塑料制品应具有一定的厚度，因为具有一定的厚度才具有一定的强度和刚度，才能满足使用性能方面的要求。同时具有一定的厚度，才能使熔融时的材料在型腔中成型的时候能保持良好的流动性。并且具有一定的厚度，才能承受脱模力，才能顺利脱模。对于同一塑件的壁厚，壁厚大小应尽量保持一致。不然会因为厚度不一，造成冷却速度的不一，使成品产生内应力，造成塑件的变形、缩孔等缺陷。所以同一塑件的壁厚应尽量做到一致，尽量避免因壁厚大小所带来的缺陷出现。由于热塑性塑件的壁厚一般都在14mm，故本塑件的壁厚选用3mm。2.3.4粗糙度影响塑件外观质量的主要因素就是塑件表面粗糙度，而塑件表面粗糙度的主要影响与模具型腔的表面粗糙度密不可分，是最直接的影响。一般来说，模具的表面粗糙程度一般比塑件的表面粗糙程度要求低一到两个等级。所以设定此四通管的表面粗糙度为0.8um。 3 选择注射成型机与确定成型腔数3.1 注射成型机的选择正所谓好钢要用在刀刃上，模具也是如此，好的模具必须用在合适的注塑机上，这样配合起来才能达到最佳效果，因此对于注塑机的选择应该引起我们的重视，而注塑机的选择主要考虑以下几个方面：最大注射量、注射速率、锁模力等。3.1.1估算零件体积和投影面积利用PROE建模分析知塑件体积：V=38.9cm3，单侧投影面积为：A=4756.4064mm3，查阅相关资料可知，ABS的密度：1.021.05g/cm3 ，取其为1.05 g/cm3 ，则单个塑件重量（3-1）此次设计采用的是一模一腔，因此估计浇注系统的体积为 10cm3，则：（3-2）3.1.2注射量的计算通过建模的分析，通过计算可以得出塑件的质量为40.845g，塑件体积为38.9cm3，根据流道凝料质量M2是塑件质量的3/5我们进行大概估算，即M2=0.6nM1 ，而我们设定此模具为一模一腔，所以注射量为：（3-3）3.1.3锁模力锁模力：注射机为模具合模所提供的最大夹紧力，在此力的作用下，模具不应被流动的熔料所顶开。计算其所需锁模力为：（3-4）3.1.4选择注射机从生产效益以及模具的各项属性综合考虑，加上对ABS材料的带入了解，查表（型腔模具设计与制造，第65页），选用注射机型号XS-ZY-125。表3-1 注射机XS-ZY-125主要技术参数项目数据项目数据理论注射容量/125锁模力900螺杆直径/ mm42拉杆内间距/mm260290注射压力MPa120移模行程/mm300注射时间/s1.6最大模厚/mm300最大成型面积/320最小模厚/mm200螺杆转速r/min30100电动机功率/kw10喷嘴球半径/mm12喷嘴孔直径/mm4锁模方式液压-机械3.2 注塑机的校核3.2.1最大注塑量校核 3.2.2注射压力的校核查表可知注塑机的注塑压力为120，我们知道ABS的压力范围是80到120，因此注塑机的注塑压力大于其所需要的压力，因此满足条件。3.2.3锁模力校核当塑件成型时，塑件和浇注系统在分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，所需锁模力也越大。为了可靠的锁模，不让模具在注射成型的过程中产生溢料现象，应对注射机的锁模力进行校核：Pc计算：（3-5）式中： Pc：型腔压力， MPa； P：注射压力， MPa； K：损耗系数，这里我们取值0.37。所以， Pc=45MPa，所以我们现在已经可以确定模具的整个型腔所受压力，所以可以对注射机锁模力校核，根据公式：（3-6）式中： T：注塑机里的所能承受的最大锁模力（KN）； A：塑件的最大横截面积（mm2）； K：系数，取1.2；所以KPcA比最大锁模力小，意思就是我们选定的注塑机符合要求。3.3 成型腔数的确定(1)我们知道，当注射机在注射时，为了防止它的熔料溢出，我们设定注射机床每次的注射量应当还留有其最大量的五分之一的余量：（3-7）=2.2式中： N：型腔数S：注射机的注射量（g）：浇注系统的重量，这里取10 （g）：塑件的重量（g）因为，N=2.21因此我们对设计腔数的选择是合理的。（2）利用第二种方式校核模具的型腔数N，由注射机公称塑化量来衡量：（3-8）式中：注塑机的利用系数，取4/5；：注塑机额定塑化量（13.89g/s）；：成型周期，取30s；：单个塑件的质量（g），取40.845g；：浇注所需原材料的质量（g），取10。由计算可知，设计符合要求。 4 浇注系统的设计注塑机的喷嘴注射出来的熔料想要进入模具，必须有一条通道，这条通道必须是设计好的科学完整的，这就是浇注系统。对于一个塑件模具来说，浇注系统就像他的生命管道，它的重要性自然也就不言而喻，合理的设计浇注系统对于制造优秀的制件起到非常大的决定性作用，其中主流道以及浇口的选择更是重中之重，因此我们必须对其引起足够的重视，从而使得模具的设计更加优异，获得更加理想的制件。4.1 浇注系统的作用前面我们已经强调了浇注系统的重要性，其作用主要是为熔料进入型腔设定好合理的线路，使其能顺利到达并且充满整个型腔，从而得到我们预期想要的制件，而对于浇注系统设计的要求是：(1) 对热量和压力损失较小；(2) 防止嵌件产生位移或者导致凸模改变形状；(3) 按照预先设定好的顺序依次完整的填充整个型腔；(4) 对于浇注口上的凝料必须方便处理，后续加工应该相对简单；(5) 能够使型腔顺利排气；(6) 尽可能消耗较少塑料；(7) 合理的设计冷料穴，使得冷料不会影响制件的形成；(8) 尽量避免产生熔接痕。(9) 尽量剪短流程，以免不必要的浪费。4.2 浇注系统的组成浇注系统的组成是：主流道：主流道是液体熔料进入模具最先经过的地方，是注射剂的喷嘴与模具接触的一段重要通道也是首先接触的部位。它的结构形式必须根据喷嘴的连接相吻合才不会导致熔料外流。分流道：有的模具是一次制造多个制件的，我们称之为多型腔模，这个时候在浇注系统的设计中我们就要加入分流道，是为了使熔料能平均平稳的注入到每一个型腔里面，设计中要注意减少流动过程中压力以及热力的损失，同时还要使流道里的残余熔料降到最低。浇口：在浇注系统中有一个部位是整个系统里尺寸最小长度最短的，但是却起到非常关键的作用，这个部位就是浇口，他是连接流道跟型腔的一扇窗户，它的设计避免了熔料充满整个型腔后会倒灌入注射机，也提高了流动性，有利于塑件的成型。冷料井：在模具进行一轮制件生产后会在主流道中留下一段凝料，这段凝料也可以称为冷料，而冷料穴的作用则是将这一段凝料从浇口套里面拉出来，同时也防止它进入浇注系统导致破坏塑件的成型。4.3 主流道设计 4.3.1 主流道设计要点主流道是模具中第一个喷嘴接触的部位，其设计的好坏直接影响到塑件的成型。因此在设计中必须从多个角度考虑，其设计要点主要有这几个：(1)在喷嘴的对接中，主流道的轴心与喷嘴的轴心必须在同一直线上；(2)同时它跟分型面之间的角度为90度；(3)在浇注过后主流道里面会留下一段冷凝的熔料，即是冷料，为了便于将其取出，必须为主流道设计一定的角度这个角度为锥角，通常设计时取值在2到4之间；(4)主流道通常设计在浇口套以内，目的是为了防止与喷嘴的碰撞导致主流道的损坏；(5)主流道设计时直径不能太大也不能太小，太小不方便注射，太大则会导致内部压力过大从而使反作用力增大；(6)其材料一般用 T8 A、T10 A，热处理要求到 HRC50浇口套的尺寸设计要求（1）主流道衬套在与喷嘴接触时会有一个接触面，这个接触面必须要吻合，这样才不会导致熔料外流制造浪费；（2）在设计时为了使主流道与喷嘴契合度更高，我们应当让浇口套的进口要比喷嘴孔稍微大。通过对制件的分析以及经验，我们设定模具的浇口套长度为，L=50mm，而喷嘴直径为3mm，所以浇口套的进口直径设置为3.5mm。而其锥度为2（3）其3d图如下所示图4.1浇口套（4）主流道衬套的固定模具在安装时与注射机必须有定位，因此在设计时通常要加入定位圈，多数情况我们是将定位圈与衬套分开设计，然后再配合（H9/f9）固定在模板上，小型模具也可以是整体式。定位圈的尺寸通常都是固定的，因此选外径100mm,内径则是70mm。具体如下图所示：图4.2定位圈4.4 浇口设计前面我们已经说到浇口就像一扇窗户，其重要性自然无须赘述。在实际生产中，浇口的尺寸通常要经过多次试验按情况修改选择，形式非常的多，因此尺寸也是不一样的，常见的几种浇口主要有：主流道浇口（直接浇口），边缘浇口（侧浇口），扇形浇口，环形浇口，点交口，隧道式浇口等。浇口的位置选择也是浇注系统很关键的一个步骤，如果选择不当会导致塑件变形等缺陷，位置的选择应当使熔料能在最短时间最短路程充满型腔，同时有利于排气补缩，也应避免塑件长生熔接痕，更不能使制品变形。对于本模具，由于四通管的结构较简单，选用材料是ABS，不过为了不使交口留下痕迹过大，于是采用点浇口示意图如下：图4.4 浇口形式4.5 冷料穴的设计冷料穴的作用是容纳原先留在主流道中的冷凝熔料，避免其在后面熔料进入主流道后将其推入型腔中，以至于影响制品的质量导致浪费原材料，同时它还能将凝料拉住，在开模时使塑件以及凝料等能被顺利顶出同时跟在动模这一边一起运动。（1）主流道冷料穴的设计冷料穴形式多样，有Z形拉料杆，有带球行头拉料杆，这种主要是用于脱模注射模，同时还有两者的各种变异形式冷料穴。我们这一次设计选择的是第一种也是普遍被选用的Z形拉料杆冷料穴。如下图所示：图4-5冷料穴4.6 主流道剪切速率校核4.6.1主流道中凝料的体积计算（4-1）4.6.2主流道剪切速率校核由经验公式计算：（4-2）式中： qv=Q主+Q塑件=10.8+490=500.8cm3 （4-3）5 成型零件结构设计5.1 分型面的设计分型面是模具开模时的分离面，在决定模具的结构时起非常重要的作用。5.1.1分型面的分类分型面有多种形式，根据形状分类，可以是平面、斜面、曲面、矩形面等，但实际生产主要还是以平面为主；根据结构来分类的话，它可以使制件在上模成型，也可以在下模成型，同时在上下模成型也有，我们此次分型面正是选择上下凹模的成型。5.1.2分型面的选择原则在选择分型面时，我们需要注意很多问题，选择合理的分型面对于塑件的成型有着至关重要的作用，如果分型面选得不好，那么有可能导致脱模不方便或者浪费原材料不利于抽芯导致浪费时间，甚至会影响到塑件的质量，因此我们有选择分型面的几个主要准则：（1）脱出塑件方便；（2）有利模具抽芯；（3）型腔排气顺利；（4）确保塑件质量；（5）无损塑件外观。5.1.3分型面的确定根据以上准则，我们从方便快捷，确保质量的角度出发，结合经济效益以及材料特性，选择了以四通管的横剖截面作为分型面，主要理由有：横截面积最大且使得上下凹模分离时能同时完成抽芯动作，并且这样设计能保证塑件的表面质量达到省时省力的效果，其示意图如下：图5.1 分型面位置5.2 型腔的分布模具型腔的排列方式多样化，主要有以下几种：（1）圆形排列（2）H形排列；（3）直线排列；（4）对称排列；（5）复合排列。前面我们已经确定本模具是一模一腔的结构，为了生产的便捷以及质量，本模具设计的凹模结构是上凹模与下凹模，由侧型芯充当型芯来形成塑件内表面。具体请看装配图。模具型腔的分布如图所示：图5.2 型腔的分布 5.3 凹模的结构设计凹模的主要作用是形成塑件的外表面，它决定了塑件的表面质量，对于塑件的表面质量可以说起到决定性的作用，有时候我们也可以称凹模为型腔。我们知道，凹模的形式是多种多样的，主要有以下几种类型：（1）整体式凹模；（2）整体嵌入式；（3）局部嵌入式；（4）四壁嵌入式；（5）局部镶嵌式。总的来说，整体式应用较为普遍，因为其制作比较简单，而且整体不易变形，但缺点也很明显，比如只能制造简单制件，稍微复杂一点的就很难能用整体式了，而且整体式一旦受损就很难继续用了；后面几种主要是加工结构比较复杂的制件，主要也是由整体式演变而来，其基本理念都是一样的，优点很明显就是可以制造复杂高难度的制件，缺点则是价格较昂贵，并且生产出来的制件表面没有整体式的光滑，容易有熔接痕。我们的四通管注塑模由于结构比较简单，尺寸也不大，因此采用的是整体式凹模。示意图如下：图5-3上下凹模5.4 影响塑件尺寸公差的因素在设计时，我们不仅仅要考虑塑件的本身尺寸，还要考虑到制作模具的成型零件的误差，比如塑件的收缩率波动误差、零件的磨损、安装时的配合误差等。下面我们会一一对其进行考虑与分析。5.4.1收缩率波动误差ds我们知道理论收缩率与实际收缩率会有一定的差异，在大多数情况下，实际收缩率会因为塑件的外界原因产生变化，这与塑件本身有关，通常我们这么要求，由塑料收缩率波动误差引起的误差必须控制在塑件公差的1/3之内，否则为不合格。它的变化值公式为：（5-1）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。5.4.2模具成型零件的制造误差dz在实际生产中我们知道，成型零件的制造精度与塑件尺寸精度成正比，制造精度越高，则尺寸精度也越高，反之亦然，因此我们可以说，零件的制造精度在对塑件尺寸的影响方面起到非常大的作用，所以我们必须对制造误差有一点的限制，一般来说，成型零件的制造公差应当在塑件公差的三分之一以内，有些精度要求较高的可能要在四分之一甚至更高，也可以使成型零件的制造误差在IT7到IT8取值。由于四通管精度要求一般，在此，我们取误差为其塑件公差的1/3。5.4.3模具成型零件的磨损dc我们知道成型零件在成型过程中会有一定的磨损，这种磨损来自方方面面，有可能是熔料流动后带来的磨损，也有可能是塑件在脱模时剐蹭到了成型零件导致磨损，这种磨损主要体现在型芯上，还有可能是成型零件经过外界环境的变化自身发生老化，这些都是不可避免的误差，而其引起的结果是会让型腔越来越大型芯越来越小导致塑件达不到设计要求。关于成型零件磨损的磨损量确定，我们要根据不同的材料，不同的塑件结构进行衡量评估，并不是所有塑件的磨损量都是一样的，根据制件的大小，我们一般这么认为：（1）小型制件通常不考虑模具成型零件磨损；（2）中型制件的模具成型零件最大磨损量是其公差的六分之一；（3）大型制件则要取其公差的六分之一以上。由于四通管接头尺寸较小，在这里，我们取dc=0.08。5.4.4模具安装配合误差dj成型零件装配误差，指的是在成型过程中成型零件之间的配合误差，比如导柱与导套的配合误差、斜导柱的配合误差，或者上下开模过程中导致的接触面缝隙，以及滑块与导滑槽的配合误差等都会引起其塑件尺寸的变化。它们有些会引起塑件径向尺寸的误差，比如导套导柱；有些会引起深度尺寸误差比如上下凹模间隙。5.4.4总尺寸误差通过前面的分析，我们已经知道造成塑件误差的诸多因素，在尺寸设计过程中，我们要了解这些误差的存在，并控制它们在我们所能接受的范围以内，使得生产出来的制品能够达到要求。总的来说，塑件的尺寸误差应该是上面介绍的各种误差的总和，即：（5-2）式中：制品的总成型误差：模具成型零件的制造误差：模具成型零件的磨损误差：制品的收缩率波动引起的误差：模具成型零件的间隙变化引起的塑件尺寸误差：模具配合误差从上面的分析我们知道塑件的尺寸误差为所有各项误差的总和，是一个可以累加的标量单位，它包括了塑料收缩率波动引起的误差等几个方面，我们在设计时首先就是要保证塑件制品的公差要比我们算出来的总误差之和要大，这样才能保证制品的质量，这可以说是制品生产出来的先决条件，如果这都达不到，那么生产出来的塑件极有可能为不合格品或者次品。当然，我们也必须清楚并不是所有制件的尺寸都与上述几种误差有直接关系，我们还是要根据实际情况作特定的分析，不能一概而论。而通常情况下对尺寸影响较大的误差因素是成型零件的制造误差。对于模具成型零件我们有下面这条公式来算出其实际尺寸：（5-3）式中成型零件的实际尺寸；塑件的实际尺寸；塑料的平均收缩率。ABS的平均收缩率我们可以由以下公式算出来：（5-4）通过5-3跟5-4我们可以初步估算出模具成型零件尺寸，但还是要经过反复的实际操作才能确定最终的实际尺寸，这就要求我们在操作时要进行详细而精确的试模，然后对于得出的结果进行相对应的补偿，这样才能得到我们理想的制作精良的合格制品。5.5 型腔和型芯径向尺寸的计算成型零件的一些主要尺寸中，起到决定性作用的，即是工作尺寸。主要包括：（1）型腔径向尺寸（2）型芯径向尺寸（3）型腔深度尺寸（4）型芯高度尺寸（5）中心距尺寸前面我们分析了并不是所有塑件的尺寸都与几种误差有直接关系，当我们所要制作的塑件尺寸比较大且对于精度的要求并不是那么高的时候，成型零件的制造误差以及成型零件在使用过程中引起的最大磨损误差都可以不用计算，而公式中塑件尺寸公差的前面数字X的取值我们取0.5；对于较小尺寸，而且对于精度等级要求相对较高的塑件，则取成型零件最大磨损误差为/6，同时取制造误差为/3。我们的四通管接头注塑模由于尺寸并不是特别大，精度要求也不是特别高。因此在尺寸公差前的数字我们定为0.5，而成型零件的制造误差我们定为/3。5.5.1型腔径向尺寸的计算在前面我们已经介绍过本模具采用的是ABS材料，精度等级为5，通过查阅资料，我们知道MT5级塑件各尺寸公差值如下：表5-1 MT5级ABS塑件各尺寸公差基本尺寸尺寸公差值10140.2218240.2824300.3250650.4665800.52801000.60当塑件径向外形尺寸为Ls时，型腔径向尺寸：（5-5） =（1+0.0055）700.50.52=69.955其中：Lm塑件径向最大尺寸，mm；塑件的平均收缩率0.55%；塑件的尺寸公差，mm；z模具制造公差，取公差的1/3mm。5.5.2型芯径向尺寸的计算当塑件径向内形尺寸为Ls时,根据公式计算出型芯的径向尺寸如下：（5-6） =（1+0.0055）69+0.50.52=68.809其中：lm塑件径向最大尺寸，mm；塑件的平均收缩率0.55%；塑件的尺寸公差，mm；z模具制造公差，取公差的1/3mm5.5.3型腔深度的计算在型腔深度与型芯高度的计算中，我们不考虑磨损，而塑件尺寸公差前面的系数我们取0.5当塑件径向内形尺寸为Hs时,根据公式计算出型芯的径向尺寸如下：（5-7） =（1+0.0055）260.50.32 =其中：lm塑件径向最大尺寸塑件的平均收缩率0.55%；塑件的尺寸公差，mm；z模具制造公差，取公差的1/3mm5.5.4型芯高度尺寸计算我们知道本塑件的型芯直径为20mm，当塑件內行深度尺寸为Hs时，型芯的径向尺寸为：（5-8）=（1+0.0055）20+0.50.28=其中：lm塑件径向最大尺寸塑件的平均收缩率0.55%；塑件的尺寸公差，mm；z模具制造公差，取公差的1/3mm6 排气系统的设计排气系统指的是将熔料充满型腔的时候，必须将里面残留的气体分子排出去，这时候需要我们设计一个科学有效的装置或者一种方式使气体排出去，这就是排气系统。排气系统是一个重要的设计内容，如果在设计中遗漏了这一步很有可能会导致生产出来的制件质量都不合格。6.1 排气不良的危害（1）残留气体导致制件表面产生褶皱等使制品报废；（2）气体太多填充了型腔导致冲模时间过久；（3）熔料在流动时所受到的阻力增大，影响成型；（4）气体被压缩后会产生高温影响熔体浇注（5）制件力学性能过差6.2排气系统的设计方法（1）当模具开模时，利用分型面与外界接触的时候进行排气；（2）当顶杆将制件推出时，推孔会有缝隙，此时排气；（3）有些成型零件是镶嵌零件，这种零件通常会有缝隙，也可以用来排气；（4）利用专业的结块排气；（5）在熔合的地方通常会有融合缝，增加冷料井进行排气。本模具可以通过分型面在开合模间隙进行排气，也可以用推杆在推动过程中排气，也可以利用抽芯机构在抽芯时进行排气，总的来说排气性能较优良，因此这里不再单独设计排气槽。7 导向与脱模机构的设计7.1导向机构的作用和设计原则模具在工作时，会经常进行频繁的开合模，动模与定模之间的活动需要精确的导向以及定位，这种时候就需要设置导向机构，称之为合膜导向机构。其中有导柱型与锥面型，通常我们广泛采用的是以导套与导柱为主要零件的导柱导向型机构，也有一些情况是直接用一个孔代替导套，但原理都是一样的；而锥面型则主要用于高精度的制件生产中，使用较少。7.1.1导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：（1）定位作用，使得模具装配时不会搞错方向；（2）导向作用，引导动模定模正确闭合；（3）承载作用，承受一定侧压力。（4）保持运动平稳作用（5）锥面定位机构作用 7.1.2导向机构的设计原则（1）合理布置位置，不能距离模具中轴线太近，并不一定要对称但是直径一定要相等，这样有利于加工；（2）导柱不能影响到正常的塑件生成，也不能对模具本身产生危险增加，因此不可以设置在比较薄或者比较重要的横面上，且应当距离型腔有直径的距离以上；（3）导柱（导套）的材料以及尺寸应当根据模具本身情况而定，基本上工作长度要比型芯端面长5mm以上，；（4）导柱可以装在动模也可以在定模，各起到不同的作用，前者方便脱模，后者保护型芯。（5）根据模具的大小，通常一副模具需要2个以上的导柱；（6）各导柱与导套的中心线应保证是平行的。7.2导柱、导套的设计7.2.1导柱的设计导柱的形式随着模具的结构以及塑件的不同而随之改变，常用的有以下几种形式：（1）台阶式导柱导柱，最常用的注射模导柱，有带头导柱与有肩导柱两种；（2）铆合式导柱，主要用于小型简单的移动式模具；（3）合模鞘，用于垂直分型面。本设计采用的是4根带头导柱的导向结构，其中在工作部分开设油槽，增加润滑剂，减少摩擦力。导柱材料这里取T8A，淬火5055HRc处理，导柱固定端与模板之间采用H7/k6配合，导柱导向部分用H7/f8配合。尺寸为直径30mm,长度126mm,其3d图如下：图7-1 导柱7.2.2导套的设计前面已经确定了导柱的尺寸材料等的设计，因此导套的各项数据都应配合导柱，所以直径取30mm，长度定位160mm，固定部分用H7/k6配合镶入模板，其3d图如下：图7-2 导套7.2.3导向孔的总体布局本设计我们采用的四根导柱对称分布在模具的四个角落，这样能合理的起到导向作用，同时保证了我们所设计模具的总体强度，再有同时也能承受相应的侧压力，防止模具的损坏也保证了制件的质量。7.3 推出机构设计当我们设计的模具完成一系列工作制成我们想要的制品时，它需要把制品推送出型腔，这时候就需要我们设计一个科学合理的推出机构，目的就是为了能将塑件退出同时对其质量以及外表面的损伤降到最低。推出塑件是一个塑件成型的最后一步，因此我们必须引起足够的重视，可以这么说推出机构的好坏影响制件的最终质量，而推出机构的设计主要有以下几个原则：（1）最好不要把推出机构设置在定模这一边，因为推出时主要是顶杆在起作用，而如果设置在定模这一边的话不好操作比较麻烦，相反如果设置在动模这一边的话能使得推出动作实施起来更加方便，机构设计也趋于合理。所以，在设计分型面的时候就应当有意使开模后塑件能留在动模这一边。（2）推出的过程中不能损坏塑件，设计时应当进行精确的计算分析各种力的大小，从而确定合理的推出力的大小以及在什么位置进行推出，而位置的选择则尽量在塑件刚度硬度较高的部位，不要选择在比较脆弱的地方以免用力过猛导致塑件损坏，在推出时也要注意用均衡的力来推出制件从而保证质量。（3）推出机构动作越简单越好，本身推出杆的质量就要好，刚度强度要得到保证，以免在推出过程中由于承受力过大导致推出杆损坏从而影响制件质量（4）推出装置在推出塑件的时候最好把推出点设置在塑件比较隐蔽的地方，这样对于塑件的外表面伤害能降到最低（5）当推出塑件后，模具要能正常的合模，不能使推出杆与抽芯机构或者其他零件打住导致模具的损坏，这需要进行多次试模得出结论。本次设计我们选用推杆推出机构。7.4 脱模力的计算当塑件冷却以后，由于热胀冷缩会导致塑件体积稍微收缩，这样子的话就会让塑件包围住型芯，这个时候如果想把塑件从模具中推出，则需要克服这个摩擦力，当然还有其他很多的阻力比如空气阻力，塑件本身熔料的粘附力等等，但是在实际计算中，我们通常采用简便的估算方式，主要取脱模阻力以及封闭型腔里的真空吸力，其余阻力通常忽略不计，特殊模具会有特殊计算方式。由简单估算法我们可以知道：（7-1）式中客服塑件包围住型芯时所需要的摩擦力（N）；在接近真空的型腔内脱模时的空气阻力（N）；为被塑件包围住的凸模的横截面积（mm2）。从前文的介绍我们知道我们本次设计的型芯是圆柱型芯，查阅书籍得到厚壁圆柱形型芯包紧的脱模阻力计算公式如下：（7-2）其中塑料的拉伸弹性模量，（Mpa）；塑料的平均收缩率，取0.55%；塑料的松泊比，取0.3；型芯的脱模斜度，取0； h型芯脱模方向的高度，45mm；修正系数，其计算公式为 =0.45 （7-3）静摩擦因数，取0.45；计算系数，其计算公式为 =3.85 （7-4）整合7.2,7.3,7.4，将算出来的数据代入计算得其脱模阻力3531.128N。克服脱模时封闭型腔的真空吸力为 =0.1=53.066N（7-5）综上所述，总的脱模力为：= + =3531.128+53.066=3584.194N。7.5 推杆的设计7.5.1推杆长度及强度计算（1）推杆的强度计算查15由式得：（7-6）式中圆形推杆直径cm；推杆长度系数0.7；推杆长度cm；推杆数量；推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/)；总脱模力：取d=8mm。（2）推杆压力校核可查公式16：（7-7）取320N/mm，推杆应力合格，硬度HRC5065。7.5.2推杆的形状及固定形式之所以选择推杆机构，是因为制造和修理推杆机构比较方便，而且推出时阻力比较小，就算推杆损坏了也可以选择进行替换，操作性比较高，相比于其他推出装置推杆装置更受青睐，推杆的形式也是多种多样的，有直通式圆推杆，这种是最常用的推杆，也就阶梯式推杆，这种需要在后部对其加粗，还有半圆形推杆，镶嵌式矩形推杆，以及锥面推杆等，几种常用推杆的形式如图所示。图7-3 推杆形式通过分析塑件的形状以及质量体积等因素，我们决定选用直通式圆推杆，尾部由台肩固定，也就是第一种形式，这种是最普遍的形式，对于推杆没有特殊要求的场合。我们取直径8mm。根据经验，在推杆固定板上的孔应9mm，台肩部分的直径则为14mm，推杆固定板上的台阶孔为15mm。推杆有紧固跟定位两个方面的固定形式，推杆的定位主要通过与固定板的沉孔进行配合，下面我们来介绍几种常见的紧固形式：图中（1）为普通紧固方式，应用最广泛；图中（2）端面压紧固定在固定板里的沉肩，简单便捷；图中（3）用螺丝拧紧推杆，当固定板的纵向长度足够的话可以采取这种形式；图中（4）推杆与固定板用螺钉镶嵌，当推杆直径比较大时可以采用这种方法。（1）（2）（3）（4）图7-4推杆固定形式我们知道，不同的塑件需要选择不同材料不同形式的推杆，大部分时候，我们默认为推杆与推杆孔采用H7/h7或H8/h7配合，其间隙则根据实际材料的情况而定，工作长度则不能少于14毫米，推杆与固定板之间则是采用0.51毫米的配合。根据上面的分析我们知道了推杆有多种形式并且固定形式也是有很多种的，我们本次设计的模具是四通管，分型面与开模方向垂直，因此我们选择最普遍的直通式圆推杆，采取四根圆推杆加中间一根浇道推杆的形式；采用最基本的固定形式与固定板紧固；推杆的材料选用T8A，热处理要求为淬火5055HRC，粗糙度选择 0.8m。7.2.3推杆位置的选择推杆位置的选择主要有以下几个要点：（1）为了便于塑件的推出，最好在阻力比较大的地方设置推杆，这样才不会使推杆推到一半时卡住出不来。（2）在选择位置的时候，要考虑塑件推出时必须均匀受力，这样才能确保塑件推出时的路线不会与型腔发生剐蹭。（3）位置最好设定在塑件的较隐蔽的地方，这样对塑件外表面的影响能降到最低，同时最好在强度最大的地方设置，这样才不会损坏制件。（4）设置位置时也要考虑推杆本身的质量以及材料，避免推杆局部受力导致推杆折断或者推不出去。（5）推杆的位置选择尽量对称协调，从而有利于塑件平稳推出。下图是我们本次设计的推出机构3d图：图7-5推杆8侧向分型与抽芯机构当我们的塑件有侧孔或者凸台时，我们需要从侧面先将它们抽出来才能开模，而这个动作需要一个机构来完成，这就是侧向分型与抽芯机构，它能让侧型芯在开模前或者开模的同时抽出，在合模之前又复位。侧向分型与抽芯机构有三种形式，可以分为机动，手动，液压这三种形式，其中机动形式应用比较广泛。8.1 抽芯机构设计原则（1）抽芯机构本身材料要有一定的强度硬度要求，有时候可能会局部受力过大，避免导致抽芯机构的损坏；(2）要设置好复位机构和限位机构，避免停留在原位阻挡下一次工作或者直接离开模具导致模具损坏；（3）设置前要对抽芯力及抽芯距进行科学详细的计算，节省试模时间；（4）要确保在模具开模前或开模的同时将侧抽芯拔出来并在合模之前能复位；（5）导滑槽应当尽量润滑避免阻力过大影响侧抽芯。8.2 抽芯机构的确定抽芯机构多种多样，经过慎重考虑，由于我们本次设计的四通管制件有四个侧孔，因此采用从四面分别用四个斜导柱侧向分型与抽芯机构进行侧面抽芯。8.3 斜导柱抽芯机构的原理及零部件组成当模具开模时会有一个开模力，这时候连接上下模的斜导柱就会收到这个力的影响，然后侧型芯就会因为这个力发生位移，从而使侧型芯在抽芯方向运动，并将型芯带出塑件达到抽芯的效果。它通常由弹簧，挡块，侧滑块，楔紧块，斜导柱，侧型芯，侧向成型块等组成。工作过程较为简单，这也是为什么我们选择这种抽芯结构的原因，比较节省时间，也为模具制造节约成本。 8.4 滑块的设计滑块是斜导柱抽芯机构中非常重要的一个部件，大多数情况下它与侧型芯一同组成侧滑块，他可以分为两种形式：（1）组合式；（2）整体式。根据前面的分析，我们选择组合式滑块。图8-5 滑块8.5 导滑槽的设计侧向型芯完成动作的时候需要进行往返运动，因此我们必须设置一条专用的通道给它，避免产生跳动以及堵塞情况，这就是导滑槽。对于导滑槽的设计有以下几点要求：（1）导滑长度要足够长，使得滑块在出来以后还有超过滑块本身长度的三分之二滑道，并且滑块要一直留在槽里。（2）导滑槽要足够润滑，这样滑块在运动的时候摩擦力才不会过大影响滑块在导滑槽里的运动。（3）导滑槽与滑块之间的配合应当留有一定的空隙。（4）导滑槽的材料必须硬度与强度都较高，经过长期磨损也不会产生大的变形或者表面凹凸不平。基于以上要求，为了节约成本，便于加工该模具才型芯固定板上直接开滑槽，用耐磨块加以固定其结构及与滑块的配合如下图所示：图8.6 导滑槽配合示意图8.6 锁紧块锁紧块也称楔紧块，由于斜导柱通常为直径比较小的杆，而当熔料进入型腔后会对斜导柱有力的作用，有时候这个力会让导柱变形，因此我们需要一块楔紧块对滑块在合模状态下进行压制，同时起到保护斜导柱的作用。楔紧块的斜角对于设计来说是一个比较重要的参数，一个合理的斜角能使开模非常迅速，锁紧时能够将滑块压的非常紧，通常我们取=+（23）8.7 锁紧块的结构形式锁紧块有多种结构形式，主要有以下几种：（1）将楔紧块与滑块做成一个整体，这样子比较浪费材料，虽然很结实但一旦损坏很难维修，较为浪费；（2）用螺钉固定在板上面，虽然锁紧的力并不是很大，但比较方便灵活，调整起来也很容易；（3）采用T型槽固定并定位在其上面，也是有加工不方便的缺陷，虽然能承受比较大的侧向力，但也不受大家所青睐。本模具设计就是选用第二种形式，其示意图如下：图8.7楔紧块的结构9冷却系统设计我们大家都知道，注射模具温度调节能力与其塑件质量及生产效率是成正比的，温度调剂能力越强，则生产出来的塑件的质量必定要比温度调节能力差的模具生产出来的塑件要好；相反如果温度调节能力比较弱，那么生产出来的制件很有可能会有质量问题甚至沦为废品。因此一个优秀的模具设计必须有一个完整科学的温度调节系统。当模具内部温度过高时，塑件的各项尺寸基本都会发生改变，如果冷却系统足够优秀，则能阻止这一切的发生，但如果设计中没有考虑温度调节系统的话，那么很有可能这一个模具生产出来的全是废品，所以我们必须设计一个温度调控系统，目的就是为了提高制件的质量以及生产效率，针对本次设计，我们需要的调节系统主要是冷却系统，下面将对其进行进一步的设计。9.1 冷却系统的设计原则（1）我们知道当型腔表面与水管接触面比较多时，冷却效果比较好，因此我们设计冷却水管时应当使其截面积越大越好；（2）针对散热主要区域应当多布置水路，而一些不需要冷却的地方则尽量少，从而达到最佳冷却效果；（3）在浇口这个地方应该着重增加冷却效果，因为浇口附近温度是最高的，如果不进行冷却容易局部受热导致变形；（4）在一些镶嵌的地方尽量避免冷却水路的经过，一旦漏水则会损坏模具；（5）在设计冷却水路时应当注意平均散热，防止由于局部地方散热过慢或者局部地方散热过快导致塑件温度不一样从而影响质量；（6）冷却管道的设计要注意节约材料，争取全都用到点上不要浪费一寸水管。（7）冷却管道的尺寸不能太大也不能太小，太小了起不到冷却效果，太大了则影响模具的清洗以及增加模具的造价。9.2 温度调节对塑件质量的影响（1）模具如果温度太高的话，那么成性收缩率会变大，塑件的尺寸也随之变大，而且很有可能使得熔料流出型腔；（2）如果温度太低的话，熔料的整体流动速度太慢，当流到指定位置时很有可能已经开始冷却了，不能填充满整个型腔，从而导致制件形状与尺寸不规则；（3）只有在温度适中，流速适中的情况下才能制造出优秀的制品。9.3 对温度调节系统的要求（1）根据我们要加工的塑件，考虑其材料结构等各方面因素，首先确定温度调节系统是要加热还是冷却；（2）整个模具的温度应该越均匀越好，在恒定均匀模温下制件的质量是最高的；（3）在冷却水管中，水的流速应该不要太快，但是流量是越大越好；9.4 冷却装置的设计要点（1）在冷却装置中，冷却水孔越多越好，越能起到冷却的作用；（2）水流管道最好与型腔等需要冷却的零件平行，这样有利于平均散热；（3）对于一些比较关键的部位应该着重进行冷却，比如浇口这些地方；（4）冷却系统要注意密封检查气密性；（5）水管中的水最好成湍流状态，这种冷却效果最好；（6）水管接头的位置最好设置在模具一侧，也就是注塑机的后面；（7）根据模具的不同要灵活改变冷却管道的形状及水路；（8）在能达到冷却效果的前提下尽量节约材料反对铺张浪费。9.5 冷却系统设计计算9.5.1冷却水的体积流量根据能量守恒定律我们可以得出塑料熔体凝固释放的热量与冷却水降低的热量应该是相等的，即有：（9-1）式中： W：磨具内的塑料质量；Q1 ：凝固所放出的热量；冷却水的密度1000KG/M3；冷却水出口温度25C；冷却水入口温度20 C；冷却水的比热容4.187KJ/(KG*C) 14。9.5.2冷却水管直径为了提高冷却系统的热交换率，应当使水流处于端流状态，根据经验取水管直径为6毫米根据模具的形状为上下开模，因此需要比较多的冷却管道，所以我们这次设计设计4条冷却管道，其中上模有两条，下模有两条。在结构上是对称的，有利于均匀散热。9.5.3冷却水道的结构从上面分析我们已经知道我们是要为四通管注塑模设计冷却管道，

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