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松花江P-L型面包车组合仪表罩单型腔注塑模设计【6张图纸】【优秀】

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关键词：: 松花江P-L型面包车组合仪表罩单型腔注塑模设计图纸面包车组合仪表罩

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松花江P-L型面包车组合仪表罩单型腔注塑模设计

71页 23000字数+说明书+任务书+6张CAD图纸【详情如下】

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目　录

摘　要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章绪论1

1.1 选题的依据和意义1

1.2 本课题在国内外的研究现状2

1.2.1 国内现状2

1.2.2 国外现状4

1.2.3 存在问题和主要差距5

1.3 本课题的发展展望6

第2章方案分析与论证8

2.1 设计任务8

2.2 塑件分析8

2.3 设备的选择9

2.4 设计依据12

2.5 拟定模具结构方案13

2.6 方案论证14

第3章模具总体结构设计16

3.1 浇注系统设计16

3.1.1 浇注系统的总体构成16

3.1.2 主流道设计16

3.1.3 分流道设计18

3.1.4 浇口设计19

3.1.5 冷料穴设计20

3.1.6 分型面的设计21

3.1.7 排气槽的设计22

3.2 成型部分及零部件设计23

3.2.1 型腔数的确定23

3.2.2 一般凹凸模结构设计23

3.2.3 成型零件工作尺寸24

3.2.4 型腔壁厚计算26

3.3 脱模机构设计29

3.3.1 脱模机构的构成与功能29

3.3.2 取出机构的方式设计30

3.3.3 脱出机构设计原则30

3.3.4 塑件的脱出机构设计34

3.3.5 浇注系统凝料的脱出部件设计38

3.3.6 拉料机构设计39

3.4 侧向抽芯及合模导向机构设计40

3.4.1 侧向抽芯机构设计40

3.4.2 合模导向机构设计46

3.5 冷却系统设计49

3.5.1 冷却装置设计分析50

3.5.2 冷却装置的理论计算50

3.5.3 冷却回路的布置53

第4章模体设计与支承连接零件设计选择56

4.1 模体结构设计56

4.2 支承与连接零件58

4.2.1 支承件58

4.2.2 连接零件59

4.3 其他零件60

设计小结63

致谢64

参考文献65

摘要

塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。CAD/CAE/CAM技术的应用对我国模具工业的发展起到了重要的推动作用。本文介绍了塑件松花江P-L型组合仪表罩的成型工艺，及模具成型结构对塑件质量的影响，总装结构的设计、模具成型部分、顶出系统和浇注系统的设计。通过对模具结构方案、模具工作过程以及加工注意事项的详细分析与论述，力图让读者了解注射模的设计程序。通过思考，采用延迟开模侧抽及组合传动器方式，合理解决了动、定模上都有侧向抽芯及整体式传动器致使开摸行程过大的问题。

关键词：CAD/CAE/CAM 注射模侧抽芯机构　延迟开模

Abstract

Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The application of CAD/CAE/CAM greatly promote the development of molding industry in our count Introduce plastic molding technique of the Songhua River P-L type shapingcraft in this paper ,and give mould shaping structural influence on moulding a quality, assembly design , mould shaping part , carry system of producing and pour the systematic design of structure. Through to particularly analyzing and discussing the mold’s plans and structures, working process and processing notices, try hard to let reader understand that inject designing program of the mold. Through thinking deeply, of working principle adopt delay make mould side release and make hammer mechanism actuator way up, reasonably solve , move , make mould have side direction smoke core and integral hammer mechanism actuator cause , turn on , touch journey too big problem rationally.

Key Words: CAD/CAE/CAM Core-pulling structure Injection mold Retards the mold

第1章绪论

1.1 选题的依据和意义

毕业实习期间，我利用四周的时间在集团有限公司实习。通过观察、询问及老师的指导对模具设计制造有了近一步的了解。鉴于此，毕业设计以松花江P-L型组合仪表罩为塑件，进行注塑模设计。

模具是现代工业生产中的重要工艺装备之一，模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志，决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。注塑模在塑料模具中用量最大、涉及面广，约占整个塑料成型模具的60%，注塑模CAD/CAE/CAM技术是提高注塑成型效率和质量的最有效的途径。在当今激烈的市场竞争中，时间就是市场，时间就是企业的生命注塑模CAD/CAE/CAM技术的应用可显著提高塑料产品和塑料模具的设计、制造效率，提高设计制造质量，减少试模、修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。国内外近几年公布的数据统计表明，国外采用CAD/CAE/CAM技术所取得的平均经济效率普遍提高，其中设计时间缩短了50%、制造时间缩短了30%、成本下降了10%、塑料原料节省了7%.

内容简介：: 毕业设计（论文）题目松花江P-L型面包车组合仪表罩单型腔注塑模设计院（系）机械工程学院专业班级学生姓名指导教师成绩 2006年6月10日齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸摘要塑料工业的飞速发展，对注塑模具的设计与生产提出了质量好、制造精度高、研发周期短等越来越高的要求，能否适应这种需求已成为模具生产企业发展的关键因素。CAD/CAE/CAM技术的应用对我国模具工业的发展起到了重要的推动作用。本文介绍了塑件松花江P-L型组合仪表罩的成型工艺，及模具成型结构对塑件质量的影响，总装结构的设计、模具成型部分、顶出系统和浇注系统的设计。通过对模具结构方案、模具工作过程以及加工注意事项的详细分析与论述，力图让读者了解注射模的设计程序。通过思考，采用延迟开模侧抽及组合传动器方式，合理解决了动、定模上都有侧向抽芯及整体式传动器致使开摸行程过大的问题。关键词：CAD/CAE/CAM 注射模侧抽芯机构延迟开模Abstract Some higher demands such as high quality, high precision, short time of R&D and so on were put forward since the rapid development of plasticin dustry, whether they can adapt to these requirements has becoming an important factor for the development of molding producer. The application of CAD/CAE/CAM greatly promote the development of molding industry in our count Introduce plastic molding technique of the Songhua River P-L type shapingcraft in this paper ,and give mould shaping structural influence on moulding a quality, assembly design , mould shaping part , carry system of producing and pour the systematic design of structure. Through to particularly analyzing and discussing the molds plans and structures, working process and processing notices, try hard to let reader understand that inject designing program of the mold. Through thinking deeply, of working principle adopt delay make mould side release and make hammer mechanism actuator way up, reasonably solve , move , make mould have side direction smoke core and integral hammer mechanism actuator cause , turn on , touch journey too big problem rationally.Key Words: CAD/CAE/CAM Core-pulling structure Injection mold Retards the moldI目录摘要Abstract第1章绪论11.1 选题的依据和意义11.2 本课题在国内外的研究现状21.2.1 国内现状21.2.2 国外现状41.2.3 存在问题和主要差距51.3 本课题的发展展望6第2章方案分析与论证82.1 设计任务82.2 塑件分析82.3 设备的选择92.4 设计依据122.5 拟定模具结构方案132.6 方案论证14第3章模具总体结构设计163.1 浇注系统设计163.1.1 浇注系统的总体构成163.1.2 主流道设计163.1.3 分流道设计183.1.4 浇口设计193.1.5 冷料穴设计203.1.6 分型面的设计213.1.7 排气槽的设计223.2 成型部分及零部件设计233.2.1 型腔数的确定233.2.2 一般凹凸模结构设计233.2.3 成型零件工作尺寸243.2.4 型腔壁厚计算263.3 脱模机构设计293.3.1 脱模机构的构成与功能293.3.2 取出机构的方式设计303.3.3 脱出机构设计原则303.3.4 塑件的脱出机构设计343.3.5 浇注系统凝料的脱出部件设计383.3.6 拉料机构设计393.4 侧向抽芯及合模导向机构设计403.4.1 侧向抽芯机构设计403.4.2 合模导向机构设计463.5 冷却系统设计493.5.1 冷却装置设计分析503.5.2 冷却装置的理论计算503.5.3 冷却回路的布置53第4章模体设计与支承连接零件设计选择564.1 模体结构设计564.2 支承与连接零件584.2.1 支承件584.2.2 连接零件594.3 其他零件60设计小结63致谢64参考文献65I第1章绪论 1.1 选题的依据和意义毕业实习期间，我利用四周的时间在河北兴林车身制造集团有限公司实习。通过观察、询问及老师的指导对模具设计制造有了近一步的了解。鉴于此，毕业设计以松花江P-L型组合仪表罩为塑件，进行注塑模设计。模具是现代工业生产中的重要工艺装备之一，模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志，决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。注塑模在塑料模具中用量最大、涉及面广，约占整个塑料成型模具的60%，注塑模CAD/CAE/CAM技术是提高注塑成型效率和质量的最有效的途径。在当今激烈的市场竞争中，时间就是市场，时间就是企业的生命注塑模CAD/CAE/CAM技术的应用可显著提高塑料产品和塑料模具的设计、制造效率，提高设计制造质量，减少试模、修模时间，从而缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品模塑生产的整个周期。国内外近几年公布的数据统计表明，国外采用CAD/CAE/CAM技术所取得的平均经济效率普遍提高，其中设计时间缩短了50%、制造时间缩短了30%、成本下降了10%、塑料原料节省了7%.众所周知，注塑模具的总体方案设计具有很强的经验性，它所涉及到的知识也是多领域的。在传统的设计方法中，一般都是由富有经验的模具设计师根据多年积累起来的经验，对新设计出来的塑料产品提出其模具的总体结构的设想，确定模具型腔参数、设计流道和浇口等，然后由制造工程师进行工艺规划，最后交付车间进行模具加工，加工装配后进行试模，根据所得到的试件对模具的设计进行评价，进行相应的改进。注射模尤其是复杂的汽车内部制件在国外已普遍采用CAD/CAE/CAM设计制造集成系统。实现了注塑模设计、制造的一体化、集成化。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，尤其是能否采用CAD/CAE/CAM设计制造集成系统先进设计制造集成系统已直接影响着许多工业部门的新产品的开发和旧产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。采用模具生产制件具有生产效益高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，已成为多种成型工艺中最有潜力的发展方向。而注塑模又是模具生产中采用最普遍的方法。 1.2 本课题在国内外的研究现状1.2.1 国外现状近二十多年间，国外注塑模CAD/CAE/CAM技术发展相当迅速。20世纪60年代中期英国、美国、加拿大的学者就开始了有关塑料熔体在模具型腔内流动和冷却的基础研究。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。塑料流变学、几何造型技术、数控加工及计算机技术的发展有利地推动了注塑模CAD/CAE研究的深入，由最初的CAD技术和CAM技术以图纸为媒介传递信息向CAD/CAM/CAM一体化方向发展。80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。由于CAD/CAE技术对提高模具和产品质量、加快产品更新换代的巨大作用，许多国家的政府部门和科研机构投入了大量的人力、物力进行研究。80年代中期注塑模CAD/CAE/CAM进入实用阶段，出现了许多商品化注塑模CAD/CAE/CAM软件，比较著名的有:(1)澳大利亚MODLFLOW公司研制的注塑模CAE系统。该系统包括流动和保压分析软件MF/Flow、冷却分析软件MF/Cool和翘曲分析软件MF/Warp;(2)美国PSP公司的IMES专家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解决注塑模的质量问题;(3)美国PTC公司的机械设计自动化软件Pro/Engineer;(4)美国 AC-Tech公司推出的注塑模CAE系统C-MOLD;(5)IBM公司和达索公司共同推出的新一代工业先进水平软件CATIA;(6)美国EDS公司集设计、工程及制造系统于一体的UG软件，已广泛应用于航空航天、汽车、通用机械及模具等领域:(7)美国SDRC公司的I-DEAS;美国CV公司的CADDS，其产品包括机械设计、分析、加工、土木、建筑、化工管道及机电一体化设计等领域;(8)美国GRAFTEK公司的注塑模CAD/CAE/CAM系统。该系统包括二维流动分析软件SIMUFLOW、三维流动分析软件SIMUFLOW3D、冷却分析软件SIMUCOOL及几何造型和模具结构设计软件OPTIMOLD。其中，二维和三维流动分析软件直接利用了Cornell大学CIMP的科研成果;(9)美国和意大利的P&C的CAD/CAM软件TMCONCEPT。该系统包括材料选择(TMC-MS )、成型工艺参数和模具费用优化(TMC-MCO).流动模(TMC-FA )、型腔设计(TMC-CSE)及冷却分析(TMC-MTA )共五个程序包:(10)美国PRIME-CALMA公司的注塑模设计制造软件包。该系统以儿何造型软件DDM/PRISM为主，集成了流动和冷却分析软件、模架选择软件Polymold以及多轴曲面数控软件DDM-NC;(II)德国IKV研究所的CAD-MOULD系统，可用于注塑模流动分析、冷却分析、力学性能校核。注射模尤其是复杂的汽车内部制件在国外已普遍采用CAD/CAE/CAM设计制造集成系统。采用CAD/CAE/CAM（UG）设计制造模具可在短期内完成对塑件产品的造型设计、复杂型腔三维造型和模具结构设计、复杂型腔的数控加工编程；实现对塑件制品在成型过程中流动、冷却、压实等过程的定量分析和模拟仿真，以及一体化、网络化的数据结构。1.2.2 国内现状我国在注塑模CAD技术开发研究与应用方面起步较晚。从20世纪80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。我国注塑模CAD/CAE研究始于70年代末，发展较为迅速。多年来，我国对注塑模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间，这方面安排了“大型薄壁深腔注塑模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用CAD/CAM技术在精密注塑模制造中的应用”等国家重点企业技术开发项目，还安排了国家“八五” 重点科技公关项目“塑料注塑模CAD/CAE/CAM集成系统研究”。这些项目的成果对促进我国注塑模CAD技术的迅速发展起了重要作用，使我国注塑模CAD技术及应用水平很快提高。华中理工大学是国内较早自行开发研究注塑模CAD/CAE/CAM 系统的单位。自20世纪80年代中期开始，就在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟的研制方面进行了多年的研究与开发工作，推出了塑料注塑模CAD/CAE/CAM系统HSC-1。该系统包括塑件三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能，在一些企业单位应用，取得较好结果，现已实现商品化。在“八五”期间，由北京航空航天大学、华中理工大学、四川联合大学等单位联合进行了国家重点科技攻关课题“注塑模CAD/CAE/CAM集成系统”，并于1996年通过鉴定，部分成果己投入实际应用。目前出现的拥有自主版权的软件有一一华中理工大学开发的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系统HSC2.0,郑州工业大学研制的Z-MOLD分析软件等。浙江大学基于工作站的UG-11系统开发出精密注塑模CAD/CAE/CAM 系统。我国以上成果都已达到较高水平，但能成熟运用CAD/CAE/CAM的用户屈指可数。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力，随着我国加入WTO，我国模具工业尤其是汽车模具的发展将面临新的机遇和挑战。我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。目前，全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。我国对模具工业的重视程度也提上日程。1998年3月，国务院颁发的关于当前工业技术改造政策重要的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的第一位，生产和基本建设序列的第二位。随后的1999年和2002年，在国家计委和科技部发布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录、当前国家优先鼓励发展的高技术产品产业化重点指南（目录）及当前国家鼓励外商投资产业目录中，模具都被列入其中。这些都说明了模具在国民经济中地位12。1.2.3 存在问题和主要差距目前，我国模具总量虽然已经达到了相当的规模，模具水平也有了很大提高，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也要比加拿大、英国、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国家落后。存在的问题和差距主要表现为以下五方面：(1)总量供不应求，国内的模具自己率只有70%左右。其中，中低档模具供过于求。中高档模具自己率仅50%。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构不合理。国内模具生产厂中自产自己率达60%，而国外70%以上为商品模具；属大型、精密、复杂、长寿模具的比例不足30%，而国外大50%以上。进出口之比2004年为3.71，实进口达13.2亿美元，为净进口量最大的国家。(3)模具产品水平要比国际水平低很多，而许多模具的生产周期却比国际水平长。(4)开发能力较差，经济效益欠佳。国内，每个职工平均每年制造1万美元左右，而国外每个职工每创造1520（甚至2530）万美元。与国际水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。 1.3 本课题的发展展望我国的模具CAD/CAE技术发展己取得了不少成绩，但与国际水平仍有相当差距。目前，我国经济的发展仍处于高速发展时期，经济全球化日趋明显，为我国模具工业的发展提供了良好的国际条件和机遇。一方面，是国内模具市场尤其是汽车模具将继续高速发展；另一方面，国际上已有将模具制造向我国转移的趋势，跨国集团到我国进行模具采购也日益增长。结合国外注塑模CAD / CAE / CAM的最新研究成果和我国注塑模技术的发展现状，提出进一步研究设想:(1)标准化建立了标准件库，利用CAD/CAE系统建立非标准零件数据库。非标准零件库中存放的零件，虽然与设计所需结构不尽相同，但利用系统自身的建模技术可以方便地进行修改，从而加快设计过程。 (2)集成化模具CAD/CAE技术与CAM技术密切相连，组成一个有机的整体将会为产品开发、模具设计提供全部的信息，从而方便、快捷地实现设计过程。在一体化摸具CAD/CAE/CAM环境下，不必等待产品详细设计完成后就开始设计、制造模具。只要产品的几何模型(产品CAD)一经确定，就可以对模具进行初步设计(模具CAD)。 (3)网络化随着模具工业规模的扩大，要做到资源信息共享与交换等，网络化设计的发展是必然的。随着局域网Internet/Intran et/Extranet网的进一步拓展，还可以实现异地操作与数据交换。 (4)智能化更多地将人工智能技术引入注塑模CAD/CAE中，通过虚拟专家来处理模具设计、制造中的问题。专家系统具有数据模块、知识库模块和控制模块。专家系统可以自动产生设计方案，对方案进行最优评价和选择，并对模具设计制造提供全方位的过程响应和处理，从而提高系统的实用性和自动化程度。因此，展望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景非常好，预计中国模具工业将在良好的市场环境下继续得到高速发展，我国不但成为模具制造大国，而且会成为模具制造强国。第2章方案分析与论证 2.1 设计任务设计题目：松花江P-L型面包车组合仪表罩单型腔注塑模设计2.2 塑件分析1. 塑件外形分析该塑件为组合仪表罩，外表多为曲面组成，壁厚为2.5mm。具体示图如图2-1所示：图2-1 塑件视图2. 塑件的尺寸、公差及设计基准(1)塑件简图见图2-1所示。塑件要求为一般精度，4级，则尺寸公差取1.0mm.(2)塑件模具设计以左侧端面及下端面为基准，进行设计。3. 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数塑件选用材料为 ABS ，ABS的吸湿性和对水分子的敏感性很大，加工前必须进行充分的干燥和预热。ABS的温度与熔融黏度的关系比较独特，有别与其它塑料。在熔化过程中温度升高时，其熔融黏度实际降低很小，当一旦达到塑化温度（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温，必然导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融黏度增大。具体参数如下：密度（g/cm3）：1.031.07 (取1.05)收缩率（%）： 0.40.7 （取0.5%）模具温度（C）：7585 （取80）料筒温度（C）：150200喷嘴温度（C）：1701804. 塑件结构要素(1)塑件脱模斜度：对ABS塑料而言，型芯：351 （取40）型腔：40120（取1）(2)圆角：为防止塑件转角处的应力集中，改善充模特性，转角处采用圆角过渡。 R（0.20.5）（取0.3）2.3 设备的选择1. 注塑机选择的依据(1)最大注塑量： (2-1) ()=103.5cm3 由于本制件属薄壁而且形状相对比较复杂所以最大注射量利用系数取K取0.6(2)注塑压力：因为塑件形状相对复杂，熔体流动性好、壁薄、尺寸大，所以据经验注塑压力选100140Mpa即可。（取135 MPa）(3)锁模力：塑件及浇注系统在分型面上的投影面积计算（投影简图如图2-2）：图2-2 投影简图塑件在分型面上的投影面积近似于图中阴影面积，由图可知 =658354-(A1+A2+A7) =232932-(1628+11659+8471) =100313mm2 =3788=1628;=89262=11659;=80165=13200;=259164=42476;=28390=12735=283150=42450;=43197=8471;浇注系统的投影面积计算（如图2-3）：图2-3 浇注系统投影简图 =458=360mm； = + =100313+360=100673mm2； = (2-2) = =34.30.100673=3453.09kN；式中型腔压力（MPa），查表得，34.3 MPa 塑件及流道系统在分型面上的投影面积。(4)开模行程校核(S)： = (2-3) = =631+ (2-4) =87+183+22+3+8 =303mm式中定模（凸模）型芯突出分型面的高度总和()；塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度()；弹簧行程() ；取件的开模行程富裕量()；顶杆顶出富裕量(510mm)。 (取8mm)综上，选取SZ-4000/800卧式注塑机符合要求，其主要参数为：最大注塑体积/cm3：2500螺杆直径/mm：110注塑压力/ MPa：150注塑速率(g/s)：770锁模力/KN：8000最大模具厚度/mm：1100最小模具厚度/mm：600定位孔直径/mm：250喷嘴球半径/mm：35喷嘴口孔径/mm：72.4 设计依据（1）考虑塑件形状及尺寸面包车组合仪表罩的结构与尺寸如图2-1所示为弧形立体曲面板且背面有多个侧凸具有一定的复杂性。该组合仪表罩塑料制件用于松花江P-L型面包车。由于安装在汽车驾驶室表露部位，故其表面质量要求较高。曲面要求光顺美观。外形尺寸658mm354mm87mm其表面曲面遍布背面形状复杂，并且有3个大径16mm小径6mm侧抽深5mm的孔和四个5mm1mm1mm的矩形小孔。整个塑件型面的厚度为2.5mm。（2）考虑材料性质制件选用ABS塑料成型，ABS是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有聚苯乙烯的良好成型性、聚丁二烯的韧性、聚丙烯晴的化学稳定性和表面硬度。其拉伸强度可达35-50MPa。ABS的耐气候性是它的另一优点，一般ABS制品的使用温度范围为40o100oC。ABS塑料具有一定的吸湿性含水量为0.3%0.8%（质量分数），成型时会在制品上产生斑痕、云纹、气泡等缺陷，故在注射前应进行干燥处理。ABS熔体具有中等黏度特性，流动性好，设定料温在200o240oC之间，模具温度在60oC左右。（调试时确定具体温度值）2.5 拟定模具结构方案理想的模具结构应充分发挥成型设备的厚力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺要求（如塑件的几何形状，尺寸精度，表面光洁度等）和生产经济要求（成本低，效率高。使用寿命长，节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起：(1)塑件成型。按塑件形状结构合理确定，其成型位置，同成型位置在程度上影响模具的复杂性。鉴于塑件外形及模具空间的充分利用，要用中间成型。(2)行腔布置。根据塑件的形状大小，结构特点。尺寸精度，批量大小及模具制造的难易，成本高低等确定型腔的数量与排列方式。根据经验每增加一个型腔，塑件尺寸精度降低4%，此处根据塑件要求及设计任务要用单型腔。(3)选择分型面。分型面位置的选取要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等。此方案中，依据塑件小孔的垂直方向为竖直方向作为最大分型面。(4)确定浇注系统包括主流道、分流道、冷料穴、浇口的形状、大小和位置。主浇道的设计符合模具设计标准。由此单型腔、分流道以捷径为原则逼近浇口。冷料井作成Z形以便于脱模。(5)选择脱模方式考虑开模、分型的方法与顺序，推杆的组合方式、合模导向与复位机构的设置以及侧向抽芯机构的选择与设计和模具空间的成分利用，采用二次开模机构。(6)模温调节冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系。都影响塑件产品的质量和成型周期。而考虑冷却效果初步设想采用圆孔水道。(7)确定主要零件的结构与尺寸考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据能选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆等重要零件的结构与尺寸以及安装固定、定位、导向等方法。(8)支承与连接合理的将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构6。 2.6 方案论证通过对制件的形状及模具结构的影响因素考虑并参照有关模具结构等资料现列出4个方案供讨论论证其可行性及各自优缺点并确定设计方案。方案1：按常规注射模的设计思路及方法，塑件正面全部设计在定模（凸模）部分，形状相对复杂的背面则设计在动模（凹模）部分。浇注系统（浇口）设计在正面，脱模推出机构等设计在动模部分。侧孔抽芯设计在定模，侧凸抽芯设计在动模。采用延迟开模机构。方案2：塑件正面全部设计在动模（凸模）部分，形状相对复杂的背面则设计在定模（凹模）部分。浇注系统（浇口）设计在背面，脱模推出机构等设计在动模部分。侧孔抽芯设计在动模，侧凸抽芯设计在定模。采用延迟开模机构。方案3：塑件正面全部设计在动模（凸模）部分，形状相对复杂的背面则设计在定模（凹模）部分。浇注系统（浇口）设计在背面，脱模推出机构等设计在定模部分。侧孔抽芯设计在动模，侧凸抽芯设计在定模。采用延迟开模机构。方案4：塑件正面全部设计在定模（凸模）部分，形状相对复杂的背面则设计在动模（凹模）部分。浇注系统（浇口）延伸到背面，脱模推出机构等设计在动模部分。侧孔抽芯设计在定模，侧凸抽芯设计在动模。采用延迟开模机构。论证：方案1中塑件正面在定模中，则浇注系统会影响制件的表面质量，而正面的表面质量要求相对较高。形状复杂的背面脱模时留在动模推出机构设计较为合理。方案2中塑件正面设计在动模浇注系统对其影响较小，表面质量容易保证。此时制件留在定模上脱模机构基本不起作用。方案3中塑件正面全部设计在动模其优点与方案相同。脱模推出机构设计在定模可以推出制件。但推出机构设计在定模其结构复杂、设计难度大。浇注系统脱模困难。方案4解决了以上方案的缺点，但需延长主浇道。主浇道过长对注射成型有一定的影响。综合以上四种方案各自的优缺点选择方案4。针对主浇道过长的问题在选注射机和确定注射压力及注射温度时加以考虑力求作到有所改善注射出合格产品。第3章模具总体结构设计3.1 浇注系统设计3.1.1 浇注系统的总体构成浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其作用是将熔体平稳地引入模具型腔，并在填充和固化定型过程中将型腔内的气体顺利排出，且将压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸稳定的塑件6。该模具要求单型腔属一模一件，表面质量要求限定只能开设一个浇口进料，故采用单侧分流道侧浇口方式浇注系统。3.1.2 主流道设计主流道是指从注塑机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段料流通道。它起到将熔体从喷嘴引入模具的作用，其尺寸大小直接影响熔体的流动速度和填充时间6。1. 主浇道的结构设计(1)对于所选的卧式注塑机：熔融塑料首先经过主流道，故它的大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。(2)为了便于从主流到中拉出浇注系统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其半锥角=1 3（取1），内壁必须光滑，表面粗糙度=0.4m。(3)主流道大端面呈圆角，其半径常取13mm(取2mm)，以减少料流转向过渡时的阻力。(4)为确保塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，主流道对接处设计成半球形凹坑。如图3-1所示。具体关系为1：35mm1mm36mm7mm1mm8mm式中主流道对接处半径(mm)注塑机喷嘴球半径(mm)喷嘴球半径接触富裕量(mm)主浇道起始直径(mm)注塑机喷嘴孔直径(mm)喷嘴孔直径接触富裕量(mm)图3-1 主流道(5) 为了保证塑件成型良好，L(主浇道长度)取最小，减少凝料，但该模具的特殊要求使得主浇道长度远远超过此值。可以通过调节注射压力和注射温度等来改善主浇道过长的缺陷。 (3-1)145+15160mm式中主浇道长度(mm)浇口套凸台高度(mm)主浇道主要部分长度(mm)2. 浇口套设计由于主浇道要于高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以要模具的主流道部分通常设计成可以拆卸更换的主流道衬套。为了选用优质钢材和单独加工及热处理，采用分体式。定位环与注射机定模板上的孔采用间隙配合H11/h11,配合长度取10mm.该模具浇口套选用T8A硬度HRC535716 。3.1.3 分流道设计分流道是指主流道与浇口之间的这一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过度段，也是浇注系统中通过断面积变化和塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。1. 分浇道的设计要点(1)分流道的端面和长度设计，应在保证顺利充模的前提下尽量取小，尤其是小型塑件更为主要。(2)分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般为Ra1.6m即可。这样可以使熔融塑料的冷却层固定，有利于保温。(3)分流道较长时，在分流道末端应开设冷料穴，以容纳冷料保证塑件的质量。(4)分流道与浇口的连接要以斜面或圆弧过渡，有利于塑件料的流动及填充，则会起反压力。消耗内能6。2. 分浇道截面形状及尺寸考虑效率，圆形截面积大，表面积小，效率最高，且分流道的中心与浇口中心线共线，故采用圆形截面。但加工相对困难。采用梯形或从字型截面时，塑料熔体在流道中流动事时。表层冷凝冻结，起绝作用，熔体仅在流道中心流动，因此为实现理想状态的流道中心线与浇口中心线共线，采用圆形截面。由经验得，ABS分流道断面直径为3.510mm，鉴于塑件的实际尺寸，取8 mm。如图3-2所示。图3-2 分流道3. 分浇道的布置分流道的布置取决于型腔的布局，其遵循的原则应是排列紧凑，能减小模板的尺寸，减小流程数，锁模力力求平衡。分流道的布置形式有平衡式和非平衡式两种。由设计要求，采用单型腔，根据塑件形状采用分流道非平衡式布置。4. 分浇道与浇口的连接分流道与就浇口连接处加工成斜面，并用圆弧过渡。，利于塑料熔体的流动即U型口连接方式26。3.1.4 浇口设计浇口又称进料或内流道。它是分流道与塑件之间的狭窄部分也是浇注系统中最短小的部分。它能使分浇道输送来的熔融塑料的流速产生加速度形成理想的流态，顺序、迅速地充满型腔，同时还起着封闭型腔阻止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状、数量和位置对塑件的质量影响很大。一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。1. 浇口形式设计ABS塑料属低粘度塑料结合塑件的形状和表面质量等因素故采用侧向浇口。一般取宽1.55mm,厚0.52mm，长0.72mm。壁厚2.5mm时，取1.5mm;浇口长度:1.0mm。如图3-3所示。图3-3 浇口2. 浇口位置的选取原则(1)浇口位置的选择应避免产生喷射和蠕动（蛇形流）(2)浇口应开设在塑件断面最厚处。(3)浇口位置的选择应使塑料的流程最短，料流变向最少，以减少动能损失，良好填充。(4)浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。(5)浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。(6)浇口位置的选择应防止料流将将型腔、型芯等挤压变形。鉴于此加之主浇道的影响，对本塑件浇口设于塑件背面接近最高处（见装配图）17。3.1.5 冷料穴的设计冷料穴是用来储藏注塑间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利的充满型腔。同时它可以完成冷料的脱出。1. 冷料穴的结构冷料穴处于主流道末端，为了便于拉料杆最后推出凝料其末端应竖直或略小于上面连接处，如图3-4所示。图3-4 冷料穴2. 拉料方式考虑到冷料穴的凝料须和制件同时脱出故将冷料穴做成Z形，以便拉出凝料并脱出凝料。这样拉料杆就同时起到了拉住和顶出主浇道凝料的作用还兼有冷料穴的作用。但主浇道凝料拉出后不能自动脱落，需人工摘掉6。3.1.6 分型面的设计分型面是打开模具取出塑件浇注系统凝料的面。1. 确保塑件尺寸精度因为塑件壁非常薄故同轴度要求较高，为防止错腔，将塑件全部在动模中成型，综合分析塑件形状等因素采用较小的脱模斜度即可。2. 确保塑件表面质质量制件的正面表面质量要求较高，故将正面型面全部设计在动模中。3. 确保侧向抽芯顺利抽出制件上有几个侧孔和侧凸需侧抽才能成型，故应加以考虑。（具体结构见装配图）4. 考虑模具结构尽量简化脱模部件，为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模，即只要上塑件与动模结合力大于塑件与定模结合力即可。在满足此要求前提下，尽可能使塑件与定模有一定结合力，而不将塑件与模具的结合力全部放于动模中。图3-5 分形面考虑到侧抽在动定模上均有，就要求动模板型腔在开模时一段时间内不动（延迟开模）故在动模板上加弹簧来实现，其结构示例图如图3-5所示。该制件上表面完全为参数曲线所构成的复杂曲面，故分型面采用曲面方式，分型面曲面与制件曲面相符。3.1.7 排气槽的设计对于成型大中型塑件的模具，需要排出的气体质量多，通常应开排气槽。排气槽应设在分型面凹槽一边。排气槽的位置以处于熔体流动末端为好。排气槽宽度(35)mm,深度小于0.05mm，长度0.7mm。对于ABS塑料，由经验.取0.03mm。如图3-7所示。图3-6 排气槽本模具属中型模具，该制件背面注射末端则可以通过模具镶块间的间隙排出气体。3.2 成型部分及零部件设计3.2.1 型腔数的确定该模具要求单腔故型腔数为1，单腔成型制件的尺寸精度易保证。3.2.2 一般凹凸模结构设计1. 凹模结构设计凹模是成型塑件外形的主要部件，其结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。镶拼组合方式凹模的优点：对于形状复杂的型腔采用整体式结构难于加工，该塑件的背面（凹模型腔）形状相对比较复杂，故采用完全整体式凹模块局部镶拼嵌入。如图3-7所示：图3-7 凹模该制件背面形状复杂而且壁薄只有1mm，采用这种镶拼式比较适合。有两个镶块与冷却水管干涉，故将镶快干涉处切除做成凹槽式，因为干涉尺寸很小故不会影响镶块的强度。2. 凸模的结构设计凸模上成型塑件内形的成型零件。本制件凸模成型表面即制件表面质量要求最高的型面要求较高且形状较简单，故采用完全整体式凸模。3.2.3 成型零件工作尺寸1. 凹模径向尺寸：（平均收缩率法）。图3-8所示为塑件外形（外径）与型腔内形（内径）的对应关系简图。该制件型面比较复杂计算只作参考。图3-8 成型凹槽 (1)+z (3-2) (10.5%)6581.6 660.09(mm) (1) 354-1.0 355.02(mm)校核： 660.09000.4%658662.722658 355.02000.4%354356.43635式中塑料成型收缩率（0.5%）塑件径向公称尺寸(mm) ，(658mm) 凹模磨损量(mm) 凹模制造公差(mm)塑件公差值(mm) 塑件的最大收缩率（%），（取0.7%）塑件的最小收缩率（%），（取0.4%）2. 凹模深度尺寸（平均收缩率法） (1) z (10.5%)861.6 z 85.363(mm)校核： 85.3630.7%961.6 86.36186式中凹模深度尺寸(mm) 塑件高度公称尺寸(mm) 凹模深度制造公差(mm) 凹模磨损量(mm) 塑件公差值(mm) 塑件的最大收缩率（%），（取0.7%）塑件的最小收缩率（%），（取0.4%） 3.2.4 型腔壁厚计算1. 型腔的强度及刚度要求：塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中经验遇到的重要问题，尤其对下型模具更为重要。目前，许多单位都凭经验决定，但常因为估计不准而造成面具报废或浪费材料，为此，建立科学的计算方法实属必要。目前，常用计算方法有按强度条件和按刚度条件计算两大类，但实际的塑件模具却要求既并不允许因为强度不足而发生明显的变形，甚至破坏，也不允许用刚度不足而发生过大变形。因此，要求读一强度及刚度加以合理考虑。在注塑成型过程中，型腔所受的力有苏联熔体饿压力，合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要的是熔体的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生有应力及变形。如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔即发生强度破坏。与此同时，刚度不足侧发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难。但理论分析和实践表明，模具对刚度及强度的要求并非同时兼顾。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按强度计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则因模具特殊性，从几个方面考虑：(1)要防止溢料。模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注塑时，会产生足以溢料的间隙。对ABS而言，间隙为0.05mm。(2)应保证塑件精度。塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有良好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件允许公差的1/5。(3)要利于脱模。当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边将被型腔紧紧的包住而难以脱模，强制顶住易使塑件划上或损坏，因此型腔允许弹性变形量应小于塑件的收缩值26。2. 型腔壁厚的计算：该制件的凹模型腔可近似看作由一个大矩形，如图3-9所示：图3-9 凹模型腔 (1)底壁计算：该模具型腔较为复杂不宜采用计算法，故采用经验数据法。示意图如图3-10：图3-10 型腔简图参照表5-75知 1.5, =34.3MPa ,故 =(1.51.6)35.4 取=54mm(2)侧壁计算：该件采用单型腔，其示意图如图3-11：图3-11 单型腔示意图由经验计算公式：=0.20+17 6 (3-3)(型腔压力PM49MPa) 则=0.20+17=148.6mm, 取149mm;=0.20+17=87.8mm, 取88mm;其中为横向侧壁；为纵向侧壁；横向短处侧壁可取薄一点，取90mm.。3. 凸模底壁厚的计算：一般凸模底壁壁厚取型腔底壁壁厚的略小值就可以，参照上面计算的结果结合实际情况取=50mm。3.3 脱模机构设计3.3.1 脱模机构的构成与功能脱模机构的作用将型件和浇注凝料等与模具松动分离（称为脱出），然后把从模具脱出的塑件和浇注系统凝料等从模内取出，即脱模动作分为脱出和取处两个步骤。本设计中脱出和取出两个动作之间，有明显的界限（前者液压脱出，后者动力来源为人工）。3.3.2 取出机构的方式设计根据塑件质量要求及实际情况限制，采用非掉落取出。即塑件与浇注系统凝料等从模具中被拿出。取出动作依靠人工，在脱出部件使使从模具脱出呈悬挂状时，将其取出而离开模具18。3.3.3 脱出机构设计原则在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中或凸模上松动分离（即脱出），脱出塑件的机构，就叫塑件脱出机构。浇注系统凝料等也要从模内脱出，这种机构就叫浇注系统凝料等的脱出机构。本设计采用延迟开模方式浇口与塑件连在一起，塑件与浇注系统用两个脱出机构关联脱出。1. 脱出机构设计基本考虑为了保证塑件在顶出过程中不变形或损坏，必须正确分析对模腔粘附力的大小及其所在部位，以便选择合理的顶出方式和顶出装置，使顶出力将以均匀合理的分布。顶出位置应设置在阻力大的地方，有就是使塑件不易变形的部位。在选择顶出位置时，尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，尤其是用顶杆顶出时更应注意这个问题。另外，与塑件直接接触的脱出零件的配合间隙哟啊保证不溢料，以免塑件上留下飞刺痕迹。2. 脱出机构的结构在设计模具结构时，必须考虑在开模过程中保证塑件留在具有顶出装置的那一部件，即留于动模上，这样可简化顶出机构。但因塑件结构的关系，不便留于动模时，亦可采取一些措施，强制塑件留于动模中，或是塑件在开模后由定模上的顶出机构顶出。脱出机构要求工作可靠，动作节奏点清晰，运动灵活，制造方便，配换容易，且本身具有足够的强度和刚度。根据注塑顶出装置的形式，模具上要相应采用一定的形式。3. 顶出行程、抽芯距、开模行程计算(1)顶出行程： (3-4)87+2+22=111mm式中所需顶出行程()；型芯成型高度()；延迟开模弹簧的行程()；顶出行程富裕量()，取23；(2)抽芯距：（圆孔及侧凸）8 ()；(矩形小孔) 134 ()；式中抽芯距()；塑件侧孔深度与侧凸高度和()；安全富裕量，一般为23。(3)动模板下弹簧行程的确定由侧抽芯行程可知传动器行程为22mm,则弹簧行程为22mm,动模板脱模时压住塑件克服主要为动模板移动时的的摩擦力。F约位2KN，和模后弹簧弹力应大于2KN，预设置5根弹簧，每根弹簧弹力为500N足以能压住制件实现延迟开模。合模后动模板应紧靠动模固定板，故应应在动模固定板上设计弹簧窝。弹簧的最大压缩量为弹簧原长L的30%，否则弹簧易失效。为防止弹簧意外弹出设定位柱及预压力（弹簧压缩2mm）。弹簧弹性系数K由公式 (3-5)500N= 弹簧压缩量22mm;=;为确保稳定选取=30N/mm的弹簧确定弹簧总长（取压缩量的25%）=，为安全平稳可靠加上预压取90的弹簧则弹簧窝的深度为30mm和35mm弹簧圈的直径取50mm,中间设计20的定位导柱。弹簧窝及传动器结构设计为了便于取件将传动器设计成两段，其接触处采用厚10mm的铜板定模侧铜板后加铜皮用于在因摩擦或其它原因造成不能准确成型时调节之用。综合上面计算及阐述弹簧窝的结构如图3-12所示：图3-12 弹簧窝(4)开模行程：对于本延迟开模模具来说（如图3-13所示） (3-6)图3-13 延迟开模简图 =87+183+22+3+8 =303mm式中定模（凸模）型芯突出分型面的高度总和()；塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度()；弹簧行程() ；取件的开模行程富裕量()；顶杆顶出富裕量(510mm)。 (取8mm)4. 顶出力、抽拔力、开模力计算顶出力的决定与抽拔力的计算相同，塑件与型腔的粘附力，多由塑件收缩引起，因此顶出塑件时所需的顶出力必须克服粘附力所引起的摩擦阻力。塑件在冷凝收缩时要产生对型芯的包紧力所产生的抽拔阻力及机械传动的摩擦力，才能抽出活动型芯。对于不带通孔的壳体塑件，抽拔时还要克服大气压造成的阻力。在开始抽拔拔瞬间，所需的力称为其始抽拔力，以后抽拔所需的力称为相继抽拔力，前者比后者大，因此计算抽拔力时应以起始抽拔力为准。顶出力：包括塑件从凸模的脱出力，通过顶出的侧面抽芯力转化来的顶出力，顶出机构惯性力和摩擦力，潜伏式浇口的切断力，流道九冷料井的顶出力，其他脱出力转化来的顶出力等13。该制件由于结构限制会在脱模时留于动模，其包在型腔上的侧面积很小约为2.7104mm2具体计算如下： (3-7) 13.42 (kN)该制件背面还有很多侧凸会增大顶出力，考虑其影响取=15KN。式中塑件的收缩应力(N/) 塑件包紧型芯的侧面积() 摩擦系数，一般0.150.2 (取0.2) 脱模斜度，一般12(取1) 抽拔力(N) 塑件包紧型芯的侧面积()开模力：由锁模力的大小来反映（一般约为锁模力的1/151/20）该制件侧抽很多主浇道很长故/18=192kN.3.3.4 塑件的脱出机构设计为了顶出塑件，必须根据脱出机构的设计原则，使用一定形式的塑件直接接触的顶出元件。一般顶出机构的顶出元件有顶杆、顶管、推板、活动镶块等。这里采用顶杆。为了使顶出元件能够顶出塑件，必须将顶出元件直接或通过中间过渡的顶出杆连接到顶出板上。注塑机的顶出机构顶出模具的顶出板运动可靠而带动顶出元件将塑件顶出。为了保持顶出板运动可靠灵活且不致于由于各种因素使顶出元件扭曲，折断或卡住等，导出板应有导向装置。在塑件被取出而进入到下一个注塑操作循环时，顶出机构要进行复位，所以顶出机构上要有用于复位的元件。为了提高顶出板在复位后与模具的动模板有较好的接触性能和方便复位极力的调整，可采用限位钉安装于顶出板与模具的动模座板之间。根据塑件的外形分析，采用顶杆顶出机构。顶杆顶出机构是最简单最常用的一种形式，因它制造简单，更换方便，顶出效果好，故广泛应用于生产中。本设计采用一种顶杆普通顶杆：1. 顶杆选取：如图3-14所示。单节式顶杆，配合部分和固定部分做成一致。它只起顶出塑件的作用，本身只有端面参与成型。图3-14 顶杆顶杆采用T8A，前端部分淬火后硬度HRC5560。表面粗糙度达Ra0.63m以下。要求外观无伤痕、裂纹及锈斑等缺陷17。2. 顶杆在塑件上的布局：顶杆的位置应选在顶出阻力大的地方，也即使塑件不易变形的部位。如图所示，接近侧面处阻力最大，因此顶杆设于此处。考虑外观顶杆设于塑件凹弧侧，由于塑件形状相对简单。故顶杆在两侧近似均等分布，成型顶杆放于精确位置。另设两斜顶杆，负责侧抽芯。如图3-15所示。图3-15 顶杆布局3. 顶杆固定及配合：顶杆与顶杆孔的配合采用H8/f8或H7/e7。配合表面的粗糙度，一般为Ra0.080.4m。顶杆在顶杆固定板中的固定形式如图3-16所示。顶杆直径要比固定过孔的直径小0.51.0。图3-16 顶杆固定4. 顶杆直径、长度的确定：（顶杆如图3-17所示）图3-17 顶杆顶杆直径不能过细，该制件顶出时顶出力不是很大。但制件很薄故取直径为 =10mm.由于顶杆成型端面并不是在同一端面故顶杆长度并不相同，可按下式计算每根顶杆长度： (3-8)式中顶杆在凹模的总高度() 动模板的厚度() 顶出行程() 顶杆固定板的厚度() 富裕量，一般为0.050.1，表示顶杆端面比型腔高出。如图3-18 图3-18 顶杆端面高度示意图顶出行程富裕量()，一般为36。5. 顶出中附属零部件(1)顶出板：顶出板由顶杆固定板及其垫板组成，用于固定元件作用，本模具采用45钢制成。调质处理235HB3。(2)限位钉：为了提高顶出板在复位后与模具的动模座板有比较好的接触性能和方便复位距离的调整，可采用限位钉装于顶出板与模具的动模之间。所有限位钉的高度必须一致。如图3-19所示。限位钉数目取4，均布于动模座板上。通常与动模过盈配合。限位钉用T8A材质，热处理55HRC左右；亦可用45钢，并经条调质好处理，235HB。本模具采用45钢调质处理235HB。图3-19 限位钉(3)顶出导向零件：在顶出塑件时为了防止垫板和顶杆折断顶杆，尤其对细长顶杆更应该防止产生这种折断现象，故常设导向零件。设导柱两个。导柱采用T8A材质做成，淬火5560HRC。如图3-20所示。图3-20 导向零件(4)复位杆：它的作用上将已经完成顶出塑件的顶板回复到注塑成型时的原始位置。复位杆必须装在固定顶杆的同一固定板上，而且各个复位杆的长度必须一致，且复位杆端面常低于模板平面0.020.05。复位杆的材质用T8、T10等，淬火5560HRC6。具体形式如图3-21所示。图3-21 复位杆 =12mm =17mm =6mm 3.3.5 浇注系统凝料的脱出部件设计主浇道凝料利用冷料凝料穴用拉料杆在开模时拉出主流道，分流道凝料一端利用与主浇道凝料连接另一端凝料通过浇口与塑件连接，开模时同塑件一起脱出定模，然后由顶杆和拉料杆将塑件和浇注系统凝料一起推出。最后通过手工将塑件与浇注系统分离6。3.3.6 拉料机构设计拉料机构采用拉料杆。拉料杆头部做成Z字形，可将主流道的凝料钩出，开模时即可将该凝料从主流道中拉出。拉料杆的尾部是固定在动模垫板上的。冷料穴如图3-24所示4。拉料杆选用T8A淬火HRC5357，其结构如图3-22、23所示。直径为8mm.图3-22 拉料杆图3-23 拉料杆装配图3-24 冷料穴3.4 侧向抽芯及合模导向机构设计鉴于塑件的特殊结构，采用侧向抽芯。开模后，塑件留于动模，顶出时，完成侧抽芯。3.4.1 侧向抽芯机构设计1. 三圆侧孔抽芯设计(1)结构设计：制件上有三个侧孔由于制件结构限制需完全靠弹簧弹力实现侧抽。采用滑块实现孔侧抽。一般常见结构形式如图3-25所示：图3-25 滑块简图(2)选材及配合：滑块与导滑槽配合精度H8/f7,其余各面留0.51.0的间隙。导滑槽硬度在HRC5256。在导滑易磨的部位加耐磨板（材料T8A，淬火5256HRC），便于更换。(3)侧抽力的的计算：孔的整个圆周的长度并不相同计算时取其平均值，孔的结构简图如图3-26所示：图3-26 孔简图脱模斜度取=1o 由公式 (3-9)式中摩擦阻力（N）；摩擦系数，取0.18；正压力（N）；抽拔力（N）；脱模斜度，=1o列平衡方程： =0 即有；则有 (3-10) 又因 = 则 (3-11)式中塑件的收缩力（N/m2）, P=1960104N/m2；塑件包紧型芯的面积（m2）。=（62.5+1616）1-6=851.37210-6m2 =2703.5N.制件抽出的干涉长度为7.14mm,加上抽出富裕量取L=8mm,弹簧弹性系数K.设计两根弹簧。由制件可知抽芯滑块与传动器成90o角。也就是抽芯方向与开模方向垂直。滑块的倾斜角为20o则此时传动器的行程为：=/20o=22mm. (3-12)(4)确定弹簧长度：由于制件空间限制，侧抽只能由弹簧弹力实现，如果设斜导柱易产生干涉。由上面阐述可知两根弹簧抽芯时力要大于2703.5N，起始抽拔力还要大于2703.5N。故设计在抽芯结束时弹簧弹力F2703N，就完全可以实现。预选定原长为85mm的弹簧，预压行程13mm，则此时要求 2703.5=20.8K 0.8为由于摩擦等原因引起的弹力损失。=弹簧的最大压缩量为其原长的30%。当压缩21mm时：由此可知符合要求。综上可选弹簧系数为150N/m原长为85簧圈直径为20的弹簧。2. 矩形侧孔及侧凸抽芯设计：(1)结构设计：制件上有四个相同的矩形孔及一个圆孔背面侧凸需要侧抽，因设计在模具体最外侧故采用斜导柱抽芯机构，常见的结构形式如图3-27所示图3-27 斜导柱结构矩形小孔的厚度只有1mm截面积也不大故抽拔力很小，侧抽机构足以抽出。圆孔背面侧凸冷却后与侧抽型芯的之间的力也很小完全能抽出。(2)理论计算：(矩形孔)=1511-6=510-6m2（圆孔侧凸）=16510-6=251.327410-6m2 则=798.08N.3. 斜导柱设计(矩形孔)：(1)斜导柱的材料选取由经验及该模具体情况选T10A材料，淬火硬度HRC55o60o(2)斜导柱与固定板的配合及表面要求斜导柱与固定板的配合为H7/m6。斜导柱与滑块间的配合采用H11/a11。(3)斜导柱的斜度确定考虑导柱的强度，在开模允许的情况下斜角尽量减小一般取=15o20o,这里取20o.(4)斜导柱所受的弯曲力计算= (3-14)= 取20N式中斜导柱所受的弯曲力（N）；抽拔阻力（N）；钢材之间摩擦系数，取0.15；斜导柱的斜角（o）。(5)确定斜导柱的长度和最小开模行程（如图3-28所示）：图3-28 行程简图该侧抽抽芯方向与开模方向垂直，斜导柱长度计算公式： (3-15)= =3.094+21.284+2.184+35.086+10 =71.648mm 取72mm式中斜导柱的总长度；斜导柱的台肩直径；斜导柱工作部分的直径；斜导柱固定板的厚度（20mm）；抽芯距；斜导柱的斜角；斜导柱的有效长度；斜导柱的伸出长度；斜导柱头部长度，长取815mm,这里取10mm.最小开模行程 Hccot (3-16)Hccot=12cot20o=32.97 取12mm；= 取36mm.(6)斜导柱的截面尺寸设计：选用圆形截面，其制造方便、装配容易。由一般斜导柱的结构设计均能满足强度要求，所以强度计算多为核算。=203610-3=0.72Nm (3-18)式中最大弯距（Nm）；斜导柱所受的弯曲力（N）；斜导柱的有效长度（m）. (3-19) 这里选取=12mm的斜导柱，=17mm. =10mm.3. 斜导柱设计(圆形侧凸)：设计过程同上面则可求得： =978.1468N，取980N；取20o 抽芯距取=5mm； = 为保证强度选取d=15mm.=20mm =12mm.则 = =52.273mm. 取53mm.采用圆形截面导柱。3.4.2 合模导向机构设计导向零件的作用是：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置。导向零件要受到一定的侧向力，起导向和定位的作用。当模具牢靠装于注塑机上后。模具在注塑过程中，如果模具上没有精定位装置，动、定模的正确定位则由注塑机的拉杆精度保证；如果模具上有精定位装置，动、定模的正确定位则由模具的精定位装置保证6。1. 导向结构的总体设计(1)导向零件应合理地均匀分别在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱后发生变形。(2)根据模具的形状与大小，本副模具属于中型模具在方向和位置方面都有一定的要求，故采用4个导柱。在实际中，为了简化加工工艺，可采用四个直径相同的导柱；但数量分布不对称，此处采用导柱位置对称但中心距不同。如图3-29所示。图3-29 导向结构布置(3)由于塑件留于动模，所以为了便于脱模，导柱安装于顶模。(4)为了保证分型面很好地接触，导柱在分型面处制有承屑槽，一般是削去一个面。如图3-30所示。图3-31承屑槽图3-30导向孔(5)各导柱及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的正确度，甚至破坏导向零件。如图3-31所示。(6)在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致损坏成型零件19。2. 导柱的设计(1)导柱结构如图3-32所示，采用带头导柱。图3-32 导柱(2)导柱选用材料为T8A，热处理5055HRC，公差t为6级。(3)导柱长度必须比凸模端面的高度，高出68，以免在导柱末导正方向之前凸模先进入型腔相碰而损坏。(4)导柱的直径根据模具尺寸来确定。查表6得知，63(5)导柱常见安装固定如图3-33所示。导柱尾部通常应埋入模板内，固定部分按H7/m6过渡配合，导柱滑动部分按H8/f8间隙配合。导柱工作部件的表面粗糙度可为Ra0.4m。图3-33 导柱的安装(6)导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此采用碳素根据钢（T8A）经淬火处理，硬度55HRC以上。3. 导向孔的设计（带导套式）本模具采用套筒式导套其结构如图3-34所示：图3-34 导套简图导套的的安装固定形式如图3-35所示，侧向螺钉起防止导套因开模力而脱出模板的作用。为了使导柱比较顺利地进入导套孔，在导套的前端应倒有圆角R。导套采用青铜制造导套的滑动部分按H8/f8间隙配合，表面粗糙度Ra0.4m21。图3-35 导套固定3.5 冷却系统设计模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节系统以达到理想的温度要求。一般注塑到模具内的塑料温度为200C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60C以下，热塑性塑料ABS在注塑成型后，对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快传递给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可以迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于ABS而言，属粘度低、流动性好的塑料，且塑件稍大，为缩短成型周期，需设置冷却系统25。本制件采用ABS其塑料温度为200-260oC选用水冷却。3.5.1 冷却装置的基本考虑：(1)尽量保证塑件收缩均匀，保持模具热平衡。(2)冷却系统水孔的数量越多越好，孔径越大，则对塑件冷却也就越均匀。(3)水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔尽量相吻合，当塑件壁厚不均时，厚壁处水孔应靠近型腔一些，距离要小。一般水边离型腔距离不得小于10，常用1215。(4)浇口处加强冷却。有；不熔融塑料填充时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此，浇口附近应加强冷却，通入冷水，而在温度较低的外侧只需通过经热交换后的温水即可。(5)降低入水和出水的温差。否则易使闽剧的温度分布不均。(6)冷却水通道要避免接近塑件的熔痕部位，以免熔接不牢，影响强度。(7)冷却系统的设计要考虑尽量避免其与模具结构中其他部分的干涉现象。(8)冷却通道的进口与出口接头尽量不要高出模具外表面，即要埋入模板内，以免模具在运输过程中造成损坏。(9)冷却水通道要易于加工和清理。一般孔径设计为812。3.5.2 冷却装置的理论计算冷却装置的计算就是计算模具的冷却面积，计算冷却分布造成的不同温度分布，以便设计冷却回路。求得恰当的冷却管道直径和长度，满足冷却要求6。1. 传热面积计算：如果忽略模具同空气对流，热辐射与注塑机结合厂所散失的热量，假设塑料熔体在模内释放的热量，全部由冷却水带走，则模具冷却时需要冷却水的体积流量可按下式计算：(1)冷却水的体积流量计算： (3-20) 3.14310-3(m3/min)由经验值可知该流量太小，故将其修正为7.010-3m3/min.式中冷却水的体积流量(m3/min) 单位次注入模具内的塑料熔体质量(kg/次) 塑料成型时在模具内释放的热焓量(J/kg), 式中平均比热容J/(kgK) 冷却水出口温度(C) （取27C）；冷却水进口温度(C) （取20C）；熔融塑料的温度(C) （取250C）；成型塑件平均温度(C) （取50C）；单位时间注塑次数。(2)冷却水孔总传热面积： (3-21) 2.232式中模具温度(C)；冷却水平均温度(C)；其它符号的意义同上。2. 冷却水孔总长度计算：由传热面积： (3-22)则 72(m)3. 冷却水孔数目的确定：（设因模具尺寸之限，每根水孔长度为l.0m）,则 3600/3600/15024 (3-23) = 3 考虑模具的具体结构安排6根。式中单位小时冷却水的注塑次数；冷却成型的总周期(S) 一般为50s220s,取150s；冷却水孔总长度(m) ；每根水孔长度(m)；冷却水孔总数目。4. 冷却水流动状态的校核：层流和紊流，冷却效果相差1020倍，因此设计完成后，尚需对冷却介质的流动状态进行校核。4 =600010000 (3-34) 7430式中冷却水的流速(m/s)；冷却水的运动粘度(/s)；冷却水孔直径(mm)；故可知冷却水在回路里为紊流。3.5.3 冷却回路的布置根据塑件形状及所需冷却温度分布要求以及浇口位置等，设计出不同的冷却回路。该塑件形状相对比较复杂在设计冷却回路时应考虑多方面因素。在与镶块干涉和空腔部位用铜管连接。具体见装配图。1. 型腔冷却回路众所周知，在成型过程中，型腔被温度较高的熔融塑料填满随塑料冷却，型腔内快速升温，故设置冷却回路。根据塑件形状分析，采用在型腔附近钻冷却水孔，如图3-37所示。因型腔较浅，采用直通式冷却水孔。6 图3-37 冷却水孔2. 型芯冷却回路由于成型过程中，型芯总是被温度很高的熔融塑料包围着，因此，型芯材料的热传导问题就显得非常关键。为了解决型芯的散热问题，虽然可有使用热传导率较高的材料制造型芯（如铍青铜材料）。如前所述，铍青铜的导热系数是钢的1.83.3倍，但因铍青铜的力学强度比钢差，并且大量使用铍青铜材料会使模具成本大幅度提高，所以绝大多数情况下，解决这一问题最好的办法是在型芯中设置冷却水道，利用冷却水道中冷却液的温度和流速来控制型芯的问题，达到制品散热的目的。对于本塑件尺寸较大，采用图3-38所示的冷却水道布置。值得注意的是，在制作这种冷却水道时，型芯侧面的水道封堵一定要平整，避免因出现侧面凸凹而影响制品脱模6。图3-38 冷却水孔布置3. 模具冷却水道的水嘴（出、入水口）正确位置(1)模具安装在注塑机之后，其冷却水道的水嘴出入水口，不能正对着注塑机的拉杆，以免安装困难。(2)冷却水道的水嘴最好装在注塑机的背后（即注塑机操作人员的另一侧），以免影响操作。(3)对于自动成型的模具（如卧式）注塑机，其冷却水道的水嘴最好不要设置在模具顶端，以免给机械操作者带来不便（如拆、装水管时，冷却液容易流入型腔）。(4)避免将冷却水道的水嘴安装在模具底面，因为在自动成型时（卧式机），由于水管的限制，会影响制件与“料把”的脱落，形成“料堆”23。4. 冷却系统的零件(1)水嘴：主要用来连接冷却通道的入口和出口，使冷却水导入模具的冷却系统，并使在模具中吸收了热量的水离开模具。水嘴一般用黄铜材料制成，对于要求不高的模具可用一般结构钢制成。(2)螺塞：主要用来构造水路，起截流的作用。要求高的模具要用黄铜材料的螺塞，要求不高的模具可用钢材料。(3)密封圈：主要用来保证冷却回路不泄露。(4)密封胶带：主要用来使螺塞与冷却通道、水嘴冷却通道连接处不泄露。(5)软管：主要作为连接并构造模外冷却回路的作用，一般为橡胶材料做成6。第4章模体设计与支承连接零件设计选择 4.1 模体结构设计模体即常说的模架，是注塑模的骨架和基体，模具的每有部分都寄生于其中，通过它将模具的每一部分有机的联系在一起。标准模架一般包括定模底板、定模固定板、动模固定板、动模底板、动模垫板、垫块、顶出固定板、顶出垫板、导柱、复位杆等6。1. 确定定模板尺寸根据塑件的外形尺寸及型腔壁厚，同时考虑模具制造周期及经济因素，选用标准模架（GB/74169.61984）。即710100050 模板的宽度()模板的长度()模板的高度()2. 确定动模板尺寸结合制件的总高度及前面计算的底壁壁厚查阅GB/74169.61984选择为：7101000160为：7101000503. 垫块的选取垫块的主要作用是在动模座板和动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，再者可以调节模具总厚度，以适应注塑机的安装要求。如图4-1所示。图4-1 垫板100mm =710mm =200mm 垫板的宽度() 模板的长度（）成型尺寸（）材料用QT235A钢。具体形式如图4-2所示。t为5级精度。图4-2 垫块4. 确定模架结合前面设计计算及标准模架绘制本模具模架的结构如图4-3所示：图4-3 模架4.2 支承与连接零件设计选择4.2.1 支承件1. 支柱：为了确保稳定性，模具要求在顶出空间的面积上加以补充支承，通常采用圆柱形支柱。有时它还可以起到对顶杆固定板导向的作用。形式和固定如图4-4所示6。图4-4 支承柱及固定 1支撑板 2垫块 3动模底板 4支承柱本模具支柱采用45钢制造调质235HB。2. 垫块： (4-1)=40+20+96+8+5=169mm 取200mm.式中垫块的厚度() 顶出垫板的厚度() 顶杆固定板的厚度() 脱出塑件所需顶出行程() （取96mm）顶出富裕量()，一般为36。（取5）4.2.2 连接零件1. 六角头螺栓：定位圈处，采用的螺栓为： M850 6个定模底板与定模底板处，采用的螺栓为：M20150 6个动模底座与垫块处，采用的螺栓为： M20230 4个延迟开模限位螺栓： M2095 4个侧抽机构螺栓总数： M1250 4个M1030 18个M830 24个M630 40个M625 12个M620 10个凹模镶块固定螺栓数： M840 4个M830 32个模具中采用的螺栓全部为六角沉头螺栓。2. 连接销钉： 840 2个 420 2个 320 2个4.3 其它零件1. 吊装零件对于大、中形模具，为了方便模具在制造、装配、装模生产和储运，通常在模具上开设一定尺寸的吊装螺孔，以便安装吊环。小型模具可不进行吊装设计，但有时根据需要，也可设计吊装螺孔。吊装螺孔通常在动模板、动模垫板、动模固定板、定模固定板、定模板、垫块、顶出板等上均需开设。一般螺孔位置在模具装于注塑机上时，模板上下端面的中央。若在一个端面上需开设两个螺孔，则在端面上沿中心对称开设。另外，在尺寸较大且较沉的形芯/凸模、凹模等镶块上的适当位置也需开设吊装螺孔。螺孔尺寸的大小要保证吊环的强度足够，并能使吊环的螺牙全部利用，即要保证螺孔有一定的深度6。该模具属中型模具应加吊装结构。选用M20的吊环螺丝如图4-5所示：图4

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