滚珠夹持式自动送料切断压环模与塑料瓶盖注塑模设计毕业论文.doc

滚珠夹持式自动送料切断压环模与塑料瓶盖注塑模设计毕业论文目 录摘要IAbstractIII目 录V第一部分 注塑模具设计1第一章 绪论11.1 课题背景11.2模具类型2第二章 塑料成型工艺分析52.1 制品分析52.1.1制品的设计要求52.1.2制品成型设计52.2注射成型工艺的设计62.2.1塑料制品分析62.2.2制品成型方法及工艺流程82.2.3塑件的后处理92.2.4成型工艺条件92.3注射机的选用102.3.1注射机的两种类型的优缺点102.3.2选用注射机11第三章 模具结构的设计133.1塑件成型位置及分型面的选择133.2型腔的排列形式及流道布局的确定133.2.1型腔数目确定方法133.2.2型腔数量的确定143.3浇注系统的设计143.3.1 浇注系统的作用143.3.2 浇注系统设计原则153.4主流道的设计153.5冷料穴的设计173.6排气系统的设计173.7脱模机构的设计183.7.1设计原则183.7.2对脱模机构的基本要求183.7.3脱模机构的选用193.8推杆的设计要求193.8.1推杆的选用193.9斜导柱抽芯机构的设计203.9.1斜导柱的设计注意事项203.9.2斜导柱的倾斜角的确定213.9.3滑块的定位213.10脱模机构的设计223.10.1设计原则223.10.2对脱模机构的基本要求223.11模架的选择233.12 合模导向机构的设计233.13 温度调节系统的设计与计算24第四章 模具总装图274.1 模具总装图274.2 模具的安装试模284.3模具合格的条件29第二部分 冲压模具设计33第一章 绪论331.1 冷冲压加工概述331.1.1 冷冲压加工工序的分类331.1.2 冷冲压加工的工艺特点331.2 我国冲压模具的发展现状341.2.1 模具 CAD/CAM 技术状况341.2.2 冲压模具设计与制造能力状况351.3 国内外冲压模具的发展趋势361.3.1 冲压模具产品发展重点361.3.2 冲压模具技术发展重点361.3.3 其他发展重点及展望37第二章 冲压工艺计算392.1工艺过程的确定392.2 展开长度的确定402.3弯曲件回弹值的计算412.4 弯曲力的计算422.5 切断力的计算432.6 压力机的初步选择44第三章 弯曲模主要零部件的设计计算473.1 弯曲模工作部分尺寸计算473.1.1 凸模圆角半径473.1.2 凹模圆角半径473.1.3 凸凹模间隙483.1.4 凸、凹模横向尺寸及公差483.2模具基本结构形式503.2.1正装与倒装是模具的两种基本结构形式。503.2.2导向方式503.2.3卸料方式503.3模具基本尺寸50第四章 支撑板弯曲模装配图的设计绘制534.1 弯曲模装配图的绘制534.2 弯曲模装配图的尺寸标注534.3 弯曲模装配图的校核53结论55参考文献57致谢59附录1（开题报告）61附录2（文献综述）69附录3 中文翻译77 III注塑模具设计 第一章 绪论第一部分 注塑模具设计第一章 绪论1.1 课题背景模具作为重要的生产工艺装备，在现代工业的规模生产中日益发挥着重在作用。通过模具进行产品生产具有优质、高效、节能、节材、成本低等显著特点，在汽车、机械、电子、轻工、家电、通信、军事和航空航天等领域获得了广泛应用，对塑料模具的需求越来越大，对产品质量要求越来越高，用不可代替。塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装配或工具，它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素约占80%，然而模具的质量好坏又直接与模具的设计与制造有很大的关系随着国民经济的领域的各个部门对塑件的品种和产量需求愈来愈大，产品更新换代周期也和质量提出了更高的要求，这就促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展，从而也推动了塑料工业以及机械加工工业的告诉发展，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型，精密，长寿命的模具技术便成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。模具在世界上占有的比列大，我作为一个学模具专业的学生，应在学完所学的知识之后来很好的进行模具设计。我们进行设计之前，不许具备机械制图，公差与技术测量，机械原理及零件，模具材料及热 处理，模具制造技术，塑料制品成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识，并且通过教学和生产实习，初步了解塑料制品的生产过程，熟悉多种塑料模具的典型结构1。近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备还很少，许多先进的技术如CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高，特别是大型、精密、复杂和长寿命模具远远不能满足国民经济各行业的发展需要。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖2。 现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。1.2模具类型 塑料模具分类的方法很多，按照塑料制作的成型方法不同可分为以下几类：注射模，压缩模，挤出模，压注模。本次设计主要是注射模，又叫注塑模，注射成型是根据金属压铸成型原理发展起来的，首先将粒状或粉末状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在柱塞或螺杆的推动下，以一定的流速通过料筒前端的喷嘴和模具的浇注系统，注射入闭合的模具型腔中，经过一定的时间后，模具在模内硬化成型，近几年来，热固性塑料注射成型的应用也在逐渐增加。塑料制件主要是靠成型模具获得的，而它的质量是靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状，精确尺寸及较低的表面粗糙度来保证的。由于塑料成型工艺的飞速发展，模具的结构也日益趋于多功能和复杂化，这对模具的设计工作提出了更高的要求。虽然模具制作的质量与许多因素有关，但合格的塑料制作首先取决于模具的设计与制造的质量，其次取决与合理的成型工艺。塑料成型加工技术发展很快，塑料模具的各种结构也在不断的创新，我们在学习成型的同时，还应注意了解塑料模具的新技术、新工艺和新材料的发展动态，学习和掌握新知识，为振兴我国的塑料成型加工技术做出贡献。25注塑模具设计 第二章 塑料成型工艺分析第二章 塑料成型工艺分析2.1 制品分析 2.1.1制品的设计要求图1为某公司的纯净水瓶的防盗瓶盖。材料为高密度聚乙烯(P E2HD) ,质量为2 g左右。盖内有一圈密封环和内螺纹,下部的防盗环内、外各有一圈凸台,有18个很细的连接桥与瓶盖相连,瓶盖一旦开启,连接桥就断裂。瓶盖在性能上要求密封和满足一定的开启力矩,并在开启时确保与防盗环顺利分离。2.1.2制品成型设计该制品使用一次分型机构，采用点浇口形式，虽然其他的浇口形式还有直接浇口、侧浇口、扇形浇口、薄片式浇口、环行浇口、轮辐浇口、爪形浇口、潜伏浇口、护耳浇口等，但他们都不容易在开模时实现自动切断，而点浇口就具有这个优点，而且其留于塑件的疤痕较小，不影响塑件外观。2.2注射成型工艺的设计2.2.1塑料制品分析本制品采用高密度聚乙烯(PE-HD)为原料聚乙烯塑料的产量为塑料工业之冠，其中以高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯 树脂为无毒、无味，呈白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为0.941-0.965g/cm3,为结晶型塑料。主要用途聚压乙稀可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等;中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类、包装用的薄膜以及各种注射成形制品和旋转成形制品，也可用在电线电缆上面；高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。成形特点 成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应该 设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。高密度聚乙烯(PE-HD)主要技术指标2：表1-1 热物理性能密度(g/ cm)0.9410.965比热容(Jkg-1K-1)2310导热系数(Wm-1K-1)0.490线膨胀系数(10-5KoC-1)11-13表1-2 力学性能屈服强度（MPa）22-30抗拉强度(MPa)27断裂伸长率()15-100拉伸弹性模量(GPa)0.84-0.95抗弯强度(MPa)27-40弯曲弹性模量(GPa)1.1-1.1抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24表1-3 电气性能耐电弧性(s)150体积电阻率（m）1013-1014击穿电压（KV/mm）17.7-19.7介电常数（106Hz）3.04 PE-HD的其他成型工艺参数2注射机类型：螺杆式制品收缩率/%：1.5-3.6预热温度：70-80 时间：1-2 h料筒温度/：后段 140-160 中段 前段 170-200模具温度/：60-70注射压力/MPa：60100 成型时间/s： 注射时间 15-60 高压时间 03 冷却时间 15-60 总周期 40-130 适用注射机类型：螺杆、柱塞均可 2.2.2制品成型方法及工艺流程本制品采用注射成型，工艺流程包括模前准备，模塑成型和后处理及二次加工工艺流程步骤如下：（1）预热PE-HD吸湿性差，可于70-80预热1-2小时（2）注射 注射过程包括加料、塑化、注射冷却和脱模几个步骤。 加料由于注射成型是一个间歇过程，因而须定量加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。加料过多。受热的时间过长等容易引起物料的热降解，同时注射及功率损耗增多；加料过少，料筒内缺少传压介质，型腔中塑料融化压力降低，难于补料，容易引起塑件出现收缩、凹陷、空洞等缺陷。 塑化加入的塑料在料筒中进行加热，由固体颗粒转化成粘流态，并且受到良好的剪切力作用。通过料筒对物料加热，使聚合物分子松弛，出现由固体向液体转变；一定的温度使塑料得到变形、熔融和塑化的必要条件，螺杆的剪切作用能在塑料中产生更多的摩擦热，促进了塑料的塑化，因而螺杆式注射机对塑料的温度尽量均匀一致，还有使热分解物的含量达到最小值，并且能提供上述质量的足够的熔融塑料以保证产生连续并顺利的进行，这些要求与塑料的特性、工艺条件的控制及注射机的塑化装置的结构等密切相关。 注射不论何种形式的注射机，注射的过程可分为充模，保压倒流，浇口冻结后的冷却和脱模等几个阶段。2.2.3塑件的后处理注射成型的塑件经脱模或机械加工之后，常需要进行适当的后处理以消除存在的内应力，改善塑件的性能和提高尺寸稳定性。其主要方法是退火和调湿处理。退火处理是将注射塑件在定温的加热液体介质或热烘箱中静置一段时间，塑料制件的氧化，加快吸湿平衡速度的一种处理方法，其目的是使制作的颜色、性能以及尺寸得到稳定。本次设计采用退火后处理。工艺流程图解： 图2 工艺流程图解 2.2.4成型工艺条件注射成型的核心问题，就是采用一切措施得到塑化良好的塑料。熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件。达到所要求的质量，影响注射成型工艺的重要参数是塑化流动和。冷却的温度、压力以及影响的各个作用时间。（1）注射成型过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两个温度主要影响塑件的塑化和流动，而后一个温度主要是影响塑件的流动和冷却，料筒温度的选择与各种塑料的特性有关。每种塑料都具有不同的粘流态温度，为了保证塑件溶体的正常流动不使物料发生质分解，料筒最合适的温度范围应在粘流态温度和热分解温度之间。柱塞式和螺杆式柱塞注射机由于其塑化过程不同，因而选择料筒也不同，通常后者选择的温度低一点，料筒温度在7093之间，喷嘴温度稍低于料筒温度，在6590之间，模温在要求塑件光泽时控制在6080之间。（2）压力包括塑化压力和注射压力两种，他们直接影响塑料的塑化和塑料质量。塑化压力是指背压，是指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，塑化压力在保证塑件质量的前提下越低越好，其具体数值时随所用塑料的品种而异的，但通常很少超过20MP，注射压力是指柱塞式螺杆头部对塑件熔体所施加的压力。在注射机上常用表压指示注射压力的大小，一般在40130MP之间。其作用式克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔体一定的充型速率以及对熔体进行压实等。（3）完成一次注射成型过程所需要的时间称成型周期，成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，因此在生产中，在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间，一般生产中，充模时间为35S，保压时间为2025S，冷冲压时间一般在30120S。2.3注射机的选用注射机的选用包括两方面的内容：一是要确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射模、注射工艺等所要求的注射机的规格参数点在所选注射机的规格参数可调范围之内，即要满足所需的参数在额定的范围之内；二是调整注射机的技术参数至所需的参数点。2.3.1注射机的两种类型的优缺点采用卧式注射机的优点是注射部分和锁模部分在同一水平线上，工作位置低，操作方便，稳定性好，顶出后塑件可以自动脱落，是应用广泛的注射机，适用于大、中、小个各型注射机，但唯一的缺点是占地面积大。采用立式注射机的优点是占地面积小，缺点是操作位置高，对于注射量大的注射机，势必使注射机高度增加，操作台升高，操作不方便，注射机的工作稳定性也减小。因此，立式注射机多限于小型注射机。2.3.2选用注射机按流量选择注塑机，选择XS-ZY-500卧式注射机，表1.2为该注射机的技术参数3。 表1.2 注射机XS-ZY-500的技术参数最大注射量/cm3500螺杆直径/mm65注射压力/Mpa104模具最大厚度/mm450模具最小厚度/mm300注射方式螺杆式锁模力/KN3500最大成型面积/cm21000模板最大行程/mm500顶出形式动模板设有顶板，开模是通过动模板与顶板相碰，机械顶出塑件动、定模固定板尺寸/mm750850机器外形尺寸/mm650013002000喷嘴球半径/mm18孔半径/mm3（1）最大注射量校核塑件连同浇注系统凝料在内的重量一般不应大于注射机公称注射量的80% 式中： n 模具的型腔数 , mj 塑件的质量 g ， mf 浇注系统分流道凝料的质量g ， ms主流道凝料质量g 初定为32腔，n=32,mj=2.12g,mf =4.08g,ms=69.104g mz=168.73g 符合条件（2） 锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象，即： F锁=pA分F锁注射机公称锁模力 p注射时型腔内注射压力A分塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积之和其中A分=29666.67 mm2 p=12F锁 = 356 KN3500KN 符合要求注塑模具设计 第三章 模具结构的设计 第三章 模具结构的设计3.1塑件成型位置及分型面的选择分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。 分型面的选择应注意以下几点：1）不影响塑件外观，尤其是对外观有明确要求的制品；2）有利于保证塑件的精度要求；3）有利于模具加工，特别是型腔的加工；4）有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计;5）便于制件的脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边.6）分型面应有利于侧向抽心；7）分型面应取塑件尺寸最大处；8）拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面图3 分型面示意图选在塑件的中间部位。3.2型腔的排列形式及流道布局的确定3.2.1型腔数目确定方法常见的有四种：1）根据经济性确定型腔树木2）根据注射机的额定锁模力确定型腔树木3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目4）根据制品精度确定型腔数目对于高精度制品，由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致。3.2.2型腔数量的确定该制品精度要求不高，属于小零件，又要大量的生产，为了考虑生产效率和模具制造费用低点，给公司带来更多的效益，因此本设计初步拟定于一模32腔模具的形式生产。为达到制件品质的均一,采用自然平衡流道,采用如图4所示的型腔布局。图4 型腔布局在之前的校核中已经得出选择的注射机可以满足一模32腔的注射量。3.3浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后达到型腔之前在模具内流经的通 道。浇注系统分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统的设计是注 射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及 最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。 3.3.1 浇注系统的作用 普通流道浇注系统从总体来看，其作用可概述如下： （1）将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的 气体能及时顺利的排出。 （2）在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部 位，以获得形状完整内外在质量优良的塑件制件。 3.3.2 浇注系统设计原则 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很 大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产率等相关，因此浇注系统设计是 模具设计的重要环节。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则： （1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性 固体颗粒状或粉状的塑料经 过加热，在注射成型时已熔融状态（粘流态），因此对塑料熔体的流动特性如温度、粘度、剪切速率及型腔内的压力周期等进行分析，就显得十分重要。因此，设计浇注系统应适应于所用塑料的成型特性要求，以保证塑料制件的质量。（2）浇注系统设计应有利于很好的排气 浇注系统应顺利地引导塑料熔体充 满型腔的各个角落，使型腔能浇注系统中的气体有序地排出，以保证填充过程中 不产生紊流或涡流，也不会导致因气体积而引起的凹陷、气泡、等塑件成型缺陷。 因此，设计浇注系统时，应注意与模具的排气方式想适应，使塑件获得很好的成 型质量。 （3）浇注系统应结合型腔布局同时考虑 浇注系统的分布形式与型腔的排布 密切相关，应在设计时尽可能保证在同一时间内塑料熔体充满各型腔，并且使型 腔及浇注系统在分型面上的投影面积总重心与注射机锁模力作用中心相重合，这 对于锁模的可靠性及锁模机构受力的均匀性都是有利的。 （4）便于修整浇口以保证塑件外观质量 脱模后，浇注系统凝料要与成型后 的塑件分离，为保证塑件的美观和使用性能等，应要使浇注系统凝料与塑件易于分离，且浇口痕迹易于清除修整。3.4主流道的设计主流道是指连接注射机喷嘴与风流道或型腔的进料通道。负责将塑料溶体从喷嘴引入模具，其形状，大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道是塑料容体进入模具型腔时经过的部分，它将注射机的喷嘴注出的塑料容体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形，便于容体顺利地向前流动，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容体的流动速度和充填时间。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。半锥角一般在13内选取，主流道带锥度是为了在模具打开时使主流道凝料容易脱离定模。本设计选取锥度为33。主流道径向尺寸的小端（与喷嘴连接的一端）应大于喷嘴口孔径0.51.0。当主流道与喷嘴同轴度有偏差时，可以防止主流道凝料不易从定模一侧拉下来。D=d+（0.51）式中：d注射机喷嘴口直径 D浇口套进料口直径凹球面半径R2应比喷嘴球径R1大12，可以；保证注射过程中喷嘴与模具紧密接触，防止两球面之间产生间隙而使容体充入这间隙中，妨碍主流道凝料顺利从定模上拉出。 主流道内壁的表面粗糙度Ra在0.8um以下，主流道的长度L一般根据模板的厚度而定，为了减少压力损失和物料损耗。应尽可能减少主流道的长度，一般控制在60mm以内。主流道出口处的圆角半径较小，一般取r=1/8*D主流道上开设浇口套。将主流道开设在一个专用零件主流道衬套上而不是直接加工在定模板上的方法较好，因为主流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高，可以选用较好的钢材。损坏后也容易更换，一般选用T8或T10制作，淬火硬度为5055HRC，浇口套的形式如下图。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 浇口套的形式（a) 是浇口套和定位圈做成一体，仅适用于小型模具；（b) 采用螺钉将定位圈和定模座板连接，防止浇口套受容体的反压力而脱出，是常用结构；（c) 用定位圈的凸肩将其压在注射机的固定板下，当浇口套端面尺寸较小时，仅靠注射机喷嘴的推力就能将浇口套压紧，也是常用结构；（d) 通过浇口套上挖出凹坑来减少主流道的长度；（e) 直接在定模座板上开主流道，适用用于小型模具的小批生产，上述几种情况适用与注射机为球面的情况。（f) 用于喷嘴头为平面的结构，优点是接触面积大，密封好容体不外溢，缺点是对注射机的精度要求很高；本设计采用（b）图的结构3.5冷料穴的设计冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头以及塥体流动的前锋冷料，以防止溶体冷料进入型腔。冷料穴一般设在主流道的末端，冷料穴底部常作成曲折的钩行或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道衬套中拉出，并留在动模一侧的作用。在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。3.6排气系统的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型腔及流道原有的空气，除此之外，塑料熔体会产生微量的分解气体，这些气体必须及时排出，否则，被压缩的气体会产生高温，会引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑件熔接不良而引起强度下降，甚至充填不满等。一般有以下几种排气方式；l 排气槽排气对于大中型塑件的模具，通常在分型面上的凹模一边开设排气槽，排气槽的位置以处于熔体流动末端好。l 分型面排气 对于小型模具可利用分型面间隙排气，但分型面必须位于熔体流动末端。l 利用型心、顶杆、镶拼件等的间隙排气在本次模具设计中由于该制品较小可利用分型面将气体排出,不必在模具中添加排气槽。3.7脱模机构的设计注塑成型每一循环中，塑件必须从模具中凹、凸模上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。3.7.1设计原则脱模机构设计时必须遵循以下原则：2l 因为塑料收缩时抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模；l 顶出力应作用在刚性和强度最大的部位，如加强肋、凸缘、厚壁等处，作用面积也尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏；l 为保证得到良好的塑件外观，顶出位置应尽量射在塑件的内部或对塑件外观影响不大的部位；l 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基面上时，为不影响塑件的尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。3.7.2对脱模机构的基本要求（1）运动灵活顺畅，具有足够的强度、刚度。工作稳定可靠。容易制造和装配，更换方便。（2）接触塑料件的配合间隙无溢料现象。（3）对塑料件的顶推力分布均匀合理。对塑料件的外观无明显损坏，不会引起塑料件变形或使塑料件破裂。（4）有利于将塑料件和流道凝料带向动模一侧。（5）复位要可靠。脱模机构的动力来源，对于简单模具，可以用人工完成，但它只用于形状简单、生产量很小的小型塑料件，或在没有脱模机构的定模一侧脱下塑料件。最普遍采用的是机动脱模机构，即通过动、定模分开时动模的运动，借助注射机的顶出元件（机械推杆或顶出油缸），推出模具内设置的脱模机构使塑料件从型腔内或型芯上脱出。机动脱模机构设计是注塑模设计中主要任务之一。3.7.3脱模机构的选用脱模机构的类型有很多，如简单的推出机构、二级脱模机构、定模脱模和双脱模机构、顺序脱模机构。为了简化设计，因此本塑件选用推杆脱模机构。3.8推杆的设计要求l 在保证顺利脱模的前提下，力求减少推杆的数量，以保证推件时的协调，以减小塑料件表面的影响。l 布置推杆时，要考虑脱模阻力的平衡，保证制品在推出时受力均匀，推出平稳，不变形。l 推杆固定端与推杆固定板径向应留的间隙，避免在多推杆的情况下，由于各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。3.8.1推杆的选用推杆的机构形式也有很多，有普通推杆、锥面推杆、盘状推杆。下图为普通推杆的两种形式。 图（a）的结构为圆柱头推杆，应用最广，是最普通的形式，用在对推杆无特殊要求的场合，这种推杆一般直径为632，长度为100630。图（b）的形式是带肩推杆，推杆靠近安装凸肩一端的直径较大，而顶推塑料件一端工作段直径较小，当模具结构允许的推杆顶推面很有限，又必须使推杆较长时，为了增加推杆工作时的稳定性，将推杆靠近安装一端直径增大。有时推杆靠近安装凸肩一端直径较小，而顶推塑料件一端的工作段直径增大，这种推杆用在要求增加顶推面的场合，例如壁较薄的塑料件，特别是脆性塑料件，增加顶推面可减小塑料件单位面积承受的顶推力，防止变形和推裂。本设计的塑料件采用的是脱模板脱模因此采用图（b）的形式推杆。3.9斜导柱抽芯机构的设计斜导柱抽机芯构由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽动芯作稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置。3.9.1斜导柱的设计注意事项l 型心尽可能的设计在与分型面相垂直的动或定模内，利用开模或推出动作抽出侧型芯；l 尽可能采用斜导柱在定模，滑块在动模的抽机芯构；l 锁紧楔的楔角应大于斜导柱倾角，通常大，否则，斜导柱无法带动滑块；l 滑块完成抽芯动作后，留在滑槽内的滑块长度不应小于滑块全长的；l 尽可能不使顶杆和活动型芯在分型面上的投影重合，防止滑块和顶出机构复位时的互相干涉；l 滑块设在定模的情况下，为保证塑件留在动模上，开设前必须先抽出侧向型芯，因此。用定距拉紧装置。3.9.2斜导柱的倾斜角的确定倾斜角的大小关系到斜导住所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导住的工作长度、抽心距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导住的强度，取小于25o，一般在12o25o之间取，本设计的斜导住倾角选了15o。3.9.3滑块的定位滑块的定位是用于保证开模后的滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置上，使合模时斜导柱能准确地进入滑块的斜导孔内，不至于损坏模具。本设计采用的是弹簧、螺塞和圆头销来进行定位。圆头销定位示意图 滑块的形式及导滑形式滑块有整体式和组合式两种。组合式是将型芯安装在滑块上，这样可以节省钢材，且加工方便。由于本设计的侧抽芯抽芯距也很小，滑块也很小，加工也不是很难，因此采用整体式。滑块的的导滑形式采用的是整体T形槽的形式。形状如下： 滑块的导槽形式3.10脱模机构的设计3.10.1设计原则1) 结构可靠：机械的运动准确，可靠。灵活，并有足够的刚度和强度。2) 保证塑件不变形，不损坏3) 保证塑件外观良好4) 尽量使塑件留动模以便以便借助与开模力驱动脱模装置，完成脱模动作3.10.2对脱模机构的基本要求运动灵活顺畅，具有足够的强度、刚度。工作稳定可靠。容易制造和装配，更换方便。接触塑料件的配合间隙无溢料现象。对塑料件的顶推力分布均匀合理。对塑料件的外观无明显损坏，不会引起塑料件变形或使塑料件破裂。有利于将塑料件和流道凝料带向动模一侧。复位要可靠。脱模机构的动力来源，对于简单模具，可以用人工完成，但它只用于形状简单、生产量很小的小型塑料件，或在没有脱模机构的定模一侧脱下塑料件。最普遍采用的是机动脱模机构，即通过动、定模分开时动模的运动，借助注射机的顶出元件（机械推杆或顶出油缸），推出模具内设置的脱模机构使塑料件从型腔内或型芯上脱出。机动脱模机构设计是注塑模设计中主要任务之一。3.11模架的选择标准模架的选择根据注塑机的类型选用LKMCI型模架 塑件的模架3.12 合模导向机构的设计为了保证注射模准确合模和开模，在注射中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向。定位。以及承受一定的侧向压力。本设计中采用导柱导向机构。导柱 导套结构适用与精度要求高，生产批量大的模具。对于小批量模具可不采用导套，直接与模体间隙配合。同时在设计导柱导套时还应注意以下几点：31）导柱应合理地均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度；2）导柱的长度应比型芯凸模端面的高度高出68mm以免型芯进入凹模时与凹模想碰而损坏；3）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度采用20低碳刚经渗0.5 0.8mm，淬火4855HRC，也可采用T8A碳素工具刚，经淬火处理；4）为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角；5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式；6）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/F8，导柱和导套部分配合按H7/K6，导套外径的配合按H7/K6；7）除了动模，定模之间设导柱，导套外一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动；8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取采用直径为32的带头导柱。3.13 温度调节系统的设计与计算1）尽量保证塑件收缩均匀，维持 模具的热平衡。2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验，一般水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍冷却水孔中心距约为水孔直径的35倍，水孔的直径一般为812mm。3）尽可能便冷却水孔至型腔边面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔边面的距离应处处相等。4）浇口处加强冷却。5）应降低进水与出水的温差。6）合理选择冷却水管的形式。对于收缩大的塑件应治收缩方向开设冷却水孔。7）合理确定冷却水管接头位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。8）冷却系统的水管应尽量避免于模具上其他机构发生干涉现象，设计时通盘考虑。9）冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损害，最好在进口和出口初打出。注塑模具设计 第四章 模具总装图 第四章 模具总装图4.1 模具总装图一、模具装配要求：塑料注射模具的质量，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。在模具装配时应注意以下几点：成形零件及浇注系统3 成形零件的形状、尺寸必须符合图样要求。一般型腔尽量取下偏差尺寸，型芯尽量取上偏差尺寸，以延长模具的使用寿命。 成形零件及浇注系统的表面应平整、光洁。成形零件表面要经过抛光或镀铬，使表面平整、光洁。抛光时，其抛光纹路应与脱模方向一致。 互相接触承压零件应有适当的间隙或合理的承压面积。合理的承压面积可以防止模具使用的零件互相挤压而损坏。二、推出系统零件 推出系统的位置要求 推出系统在模具打开时能顺利推出制件，并方便取出制件和废料，闭模时能准确回复到初始位置。 推出系统零件动作灵活 各推出零件在装配后要动作平衡、灵活，不得卡住及发涩出现。三、滑块及活动零件 保证装配精度 滑块及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。 保证运动精度 滑块及活动零件运动时要保证动作平衡、可靠，动作灵活、协调、准确。 保证装配可靠 各紧固螺钉、销钉要拧紧，保证安全可靠，不松动。四、导向机构 保证装配垂直度 导柱、导套在安装后要垂直于模座，不得歪斜。 保证配合精度 导柱、导套的导向精度要满足设计图样的要求。五、加热与冷却系统 冷却水路要通畅，不漏水，阀门控制可靠。 电路加热系统要绝缘良好，无漏电现象，并且安全可靠，能达到模具温度的要求。六、模具外观 为搬运安装方便，模具上应没有起重吊孔或吊环。 模具装配后其闭合高度，安装尺寸等要符合设计图的要求。 模具闭合后，分型面、承压面之间要闭合严密，模具外露部分的棱边要倒角。 装配后的模具应打印标记、编号及合模标记。4.2 模具的安装试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。一、试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验，模具的闭合高度、安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距，模具工作要求要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，止位置的定位要正确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械动力部位、各操作件和显示信号要检查和调整，使之处于运转状态。二、模具的安装与调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。(1)模具安装在注射机上要注意以下几个方面：(2)模具的安装方位要满足设计图样的要求。(3)模具中有侧向滑块结构时，尽量使其运动方向为水平方向。当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边向水平方向运动。(4)模具带有液压油路接头，气路接头，热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用48块压板，且对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用。要注意以下几点：(1)合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。(2)活动型芯、推出及导向部位运动要平衡，无干涉现象，定位正确、可靠。(3)开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。三、试模模具安装调整后即可进行试模。(1)加入原料原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成形性能应符合有关标准规定。原料一般要预先进行干燥处理。(2)调整设备按照工艺条件调整注射压力、注射速度、注射量、成形时间、成形温度等工艺参数。(3)试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压、低温和较长的时间、条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效时，可以适当提高温度条件。试模注射出样品。四、检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样品是否符合用户要求，模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样品满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。4.3模具合格的条件总体评价的准则为：若模具能按预计寿命提供合乎质量要求的制品则为合格；否则，为不合格。对模具的评价要严谨、客观、认真，为模具验收提供根本依据。评价模具合格的条件是从对模具的要求、对成形工艺的评价、对使用寿命的评价、对成形制品的评价四个方面来衡量。1）对模具的要求结构合理，外观整齐；运动部位动作灵活，正确、平稳可靠；各结构部件尺寸和配合定位符合标准或定位要求；成型零部件各部件尺寸及配合定位符合设计要求；型芯、型腔表面粗糙度及表面处理符合设计要求；浇注系统凝料体积小。2) 对成型工艺的评价对工艺条件控制要求不高，工艺参数有选择的范围；对物料适应性强；易于脱模；成形周期短。3）对使用寿命的评价模具材料选择正确，优质、热处理符合设计要求；易磨损滑动部分表面光滑、硬度高、符合设计要求；可达到或超过预计寿命，可满足批量生产要求。4）对成形制品的要求形状正确，尺寸精确、满足精度要求；易于装配，配合严密；外观漂亮，色泽均匀，无任何缺陷，无明显合模线；物理力学性能指标合格。59冲压模具设计 结论 结论在本次毕业设计中，我从指导老师身上学到了很多东西。老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导毕业设计是与实际紧密相接的，是一次真正的理论和实践的结合。它要求学生的设计能够真正应用到实际中去。通过这次毕业设计，我看到了自己的不足，也看到了自己的能力和潜力。从中学到很多，培养了自己从多方面、多角度、细致考虑问题的能力和习惯。从模具整体结构到应注意的有关细节如公差、配合、加工工艺性、减少成本、安全性等问题都有一个细致的了解和全面的思考，可以说是一次真正的实战。同时，在此我衷心感谢老师给予了我耐心的指导，感谢每一位给予我友好帮助的同学。冲压模具设计 第一章 绪论 第二部分 冲压模具设计第一章 绪论1.1 冷冲压加工概述冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对模具里面的板料施加变形力，使 板料在模具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由于冲压加工经常在材料的冷却状态下进行，因此也称冷冲压。 冷冲压是金属塑性成形的基本方法之一，是建立在金属 塑 性 变 形 理 论 基 础 上的材料成型工程技术，由于它主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压。冷冲压工艺广泛应用与汽车、电器、仪器仪表、航空、航天以及各种民用轻工业 等行业。是现代工业生产的重要手段和发展方向。1.1.1 冷冲压加工工序的分类由于冷冲压加工制件的形状、尺寸、精度、批量、原材料等各不相同，冲压 方法也就多种多样。但总起来说，可分为分离工序和变形工序两大类。分离工序是将本来为一体的材料相互分开 ；而变形工序则使材料产生形状和尺寸的变化，成为所需要的制件4。 冷冲压可以分成四个基本工序。 冲裁：使板料分离来获得制件的工序。 弯曲：使板料由平变弯来获得制件的工序。 拉伸：使平板料变成开口壳体制件的工序。 成型：使板料或其它形状的半成品的局部产生凹凸变形的工序。1.1.2 冷冲压加工的工艺特点冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术和经 济方面有如下优点： 冷冲压加工可以获得极高的生产效率。 用冷冲压加工方法可以得到形状比较复杂和用其他加工方法不太容易加 工的制件，如薄壳制件等。 冷冲压制件的尺寸精度与模具的尺寸精度相关。因此，制件的尺寸比较 稳定、互换性较好。 冷冲压制件的材料利用率较高，制件质量小，刚度、质量比和强度、质 量比高，冲压耗能小。因此，制件的成本相对较低。 冷冲压生产的操作简单，对工作人员技术要求低，易于实现机械化和自 动化。 冷冲压加工通过“冲床”、“压床”，在常温下进行加工，易于操作。 冲压也存在一些缺点，主要是以下几个缺点： 由于零件的不同，模具一般专用化，因此制作模具的成本较高。 为了保证零件的精度，模具常常需要制作得很精密，成本较高。制作模具时间较长，只适用于大批量生产，小批量生产中成本很高，不 适用。 零件不同所需要的冲(压)床也不同。 由于冲压加工的特殊性，这种加工方式需要宽敞的工作