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沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目：钳柄注塑模具(13112) 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：1101 学生姓名：孙凤明 指导教师：陈慧珍 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日论文答辩日期： 2015 年 6 月 4 日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书机械设计制造及其自动化专业1101 班 学生：孙凤明毕业设计（论文）题目：钳柄注塑模具(13112)毕业设计（论文）内容：首先阐述了塑料模具的历史及前景。然后分析了钳柄塑件的工艺性能和特点挑选注射机，确定分型面，对脱模机构系统设计、排气系统和冷却系统进行了一一介绍。 毕业设计（论文）专题部分：首先简单介绍塑料模具；然后对塑件进行分析，选择适合的注射机，确定分型面并设计浇注系统 ；在设计注塑模具、成型零部件、排气系统与冷却系统；最后确定模具成型零部件材料并加工制造。起止时间：2015 年 3 月 16 日至 2015 年 6 月 4 日指导教师签字： 年 月 日沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目：钳柄注塑模具(13112) 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：1101 学生姓名：孙凤明 指导教师：陈慧珍 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日论文答辩日期： 2015 年 6 月 4 日摘要摘要这篇论文叙述了塑料模具的历史以及以后的发展。随后又对钳柄塑件的工艺性能和特点进行了系统地分析，其中还包括所选材料的性能、塑件成型的特性和要求等，根据塑件的实际尺寸再把相关尺寸进行整理和优化，并利用 CAD 绘出它的三维零件图，再根据模具设计中的具体情况挑选合适的注射机，确定出它的分型面。最终集中在脱模机构设计系统，排气系统和冷却系统进行了一一介绍。模具装配图我使用了AutoCAD 软件进行制作，塑件用了 Pro-E 进行设计。结构表明：在模腔和脱模部分的设计已经符合了型芯的要求，塑件已经可以流畅的打开。关键词关键词：钳柄；注塑；模具设计；CAD/CAMAbstractIt Introduces the history and prospects of development of plastic mold. Second, Analysis and processing of fixture parts of process performance, etc, including performance of the selected materials, plastic molding characteristics and other requirements, according to the true size of plastic parts and then collate relevant dimensions to optimize the use of its 3D CAD drawing parts diagram, and then select the appropriate mold design injection molding machine according to the specific situation and determine its parting surface. Ultimately focused on casting mold design system, exhaust and cooling systems were introduced. Mold assembly drawing AutoCAD drawing graphics and related parts. The results showed that the injection molded parts in the formation of injection mold cavity design and meet the demand of the core of molded parts can be smoothly opened. Keywords: clamp；handle injection；mold design；CAD / CAM目 录引言.1第一章塑料模具简介.21.1 塑料的基础知识 .21.2 塑料的成型工艺.21.3 塑料模具的设计路线 .21.4 塑料模具的特点及发展趋势 .3第二章塑件分析.42.1 塑件的外形分析 .42.2 钳柄塑件材料的（PVC）性能 .52.3 塑件的质量要求 .6第三章注塑机的选择.73.1 估算塑件体积 .73.2 注塑机型号的选择.83.3 型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核.83.3.1 型腔数量校核.83.3.2 注射机最大注射量的校核.9第四章分型面的确定与浇注系统的设计.114.1 分型面位置的确定.114.2 浇注系统的设计.124.2.1 主流道的设计 .124.2.2 分流道设计.134.2.3 浇口的位置、数量的确定.14第五章注塑模具设计.165.1 模架的确定 .165.2 脱模机构的设计 .175.2.1 脱模力的计算.175.3 斜导柱的设计 .18第六章成型零部件设计.206.1 型腔工作部位尺寸的确定 .206.2 型芯结构设计与计算 .21第七章排气系统与冷却系统的设计.237.1 排气系统设计.237.2 模具冷却系统的设计 .23第八章模具成型零部件材料的选择与加工制造.288.1 模具材料的选择 .288.2 模具的加工制造 .28总 结.32致 谢.33参考文献：.34沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言1引言模具是特别基本的工业生产技术、设备，这可能反映了生产的精密性、高度一致性还有它的高复杂性，高效率以及低能源消耗，低耗材等等，有着一般加工所无法相比的优势。然而现在，模具设计与制造技术已经在很多行业引起了人们的重视1。模具生产技术和科技含量的高与低，工业产品的发展过程和方向的决策，这在很大程度上决定着产品的质量和企业的效益和新产品的开发能力，甚至决定了一个国家制造行业在国际上的竞争力，因此，模具生产的工艺水平和它的科学技术含量已经成为衡量一个国家的科技水平的制造水平的重要标志，产品。随着 CAD / CAE / CAM 技术在模具中的广泛应用，模具生产和模具生产科技含量的技术水平肯定会有质的飞跃的。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章塑料模具简介2第一章塑料模具简介1.1 塑料的基础知识塑料的基础知识塑料用高分子合成树脂作为它的基本的原料，加入一定量的添加剂（又可以称为助剂） ，在规定的温度和压力下可以形成所要求的结构和规定的形状，而且在平常的温度条件下，还维持这原来规定的状态的材料。大部分塑料的主要成分是树脂，而树脂的结构与塑料的性能往往有着非常大的关系，所以加入各种添加剂就是为了对塑料的性能进行改良并降低工业生产中的成本1。塑料是二十世纪开始发展起来的一种全新的工业方面的材料，它拥有者非常便宜的价格和非常优秀的可塑造性还有其他许多好的特点，在机械设计和制造工业、电子电器行业、日常生活用品行业、医疗器械以及包装行业等领域被广泛的应用1。发展到现在，塑料在工业方面的应用已经成为了现在工业中的重要的一部分。在平时的情况下，塑料往往都不是一种纯净物，它是许许多多其他的材料混合配置成的，而其中合成树脂有是它的主要组成的部分。我们为了能提高塑料在工业生产中的性能，添加了许多不一样的用来辅助的材料在合成树脂中，用改变它内在的结构和它的性能，来让塑料的使用能够满足生产中的各种要求2。1.2 塑料的成型工艺塑料的成型工艺塑料的成型工艺有非常多的种类。它的意思是将原料通过我们的加工和制造最后成为我们所要求的塑件产品所用到的技术。在我们平常的生活中，还有一棒的工业生产中成型工艺主要有以下几种：压缩成型、压注成型、注塑成型、挤压成型和中空吹塑成型等。与之相对应的塑料模具分别称为压缩模、压注模、注塑模、挤压模、中空吹塑模等。1.3 塑料模具的设计路线塑料模具的设计路线塑料模具在其设计的时候主要包括了它的材料的性能、结构的分析、型腔数的沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章塑料模具简介3确认、注射机的选择、选择分型面、浇注系统的设计、排气系统的设计、模具成型零件的设计、冷却系统的设计、推出机构与复位机构的设计、合模导向机构的设计，必须综合以上各种因素才能设计出一套相对比较完整的模具系统。1.4 塑料模具的塑料模具的特点及发展趋势特点及发展趋势在平常的模具生产中我们最经常使用的就是注塑模具。热塑性塑料和热固性塑料，他们的零部件在我们平时的工业生产中有着非常多的有点。因为生产的注射模制的塑料零件，通常都没有很多，而且还可以通过很多不同的材料来完成。可以是分批或者连续生产，因为有一个固定的大小，也可以自动、高速的生产，它具有极高的经济效率3。近现代工业技术以及信息技术的发展突飞猛进，塑料模具工业在资金、技术、管理上也有着新的机遇和和新的挑战，它的发展趋势着重体现在以下几个方面：1 模具的标准化水平进一步提高在一开始的模具设计过程中和后来的制造，我们必须要服从的技术规范还有技术标准就是模具的标准化。具体来说，也就是将模具的结构以及形状相似的零件实行统一规范，并组织专业化、系列化的生产，像普通工具一样在市场上销售，以充分满足用户的选择要求。但是，模具的标准化设计与模具工业的很多过程，它其中就包括了管理、理念、设计、制造、材料、销售、使用等等许多的方面，需要所有的行业不停地磨合与协调2。2 模具性能的提高随着工业的不断发展，越来越多塑料制品日益大型化、复杂化、多功能化、高精度化，这就要求相对应的模具能满足这些要求。3 继续推动 CAD/CAE/CAM 技术在模具设计中 CAD/CAM 技术已经成为一项成熟的计算机辅助设计技术，目前CAD/CAM 技术在我国已经得到了极大的改进与提高。4 塑料模具制造所需钢材的完善钢材塑料模具的基础元素，它的质量和加工直接影响到了模具的质量和模具的成本，由于模具工业的需要越来越高，对应的钢材研究和钢材生产单位也在逐步将沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章塑料模具简介4塑料模具的专用钢材进行完善。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章塑件分析5第二章塑件分析2.1 塑件的外形分析塑件的外形分析图 2.1 钳柄沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章塑件分析6这篇论文所设计的是钳柄，是属于日常生活中和生产中常用到的工具，它的结构尺寸通过测量得到（如图 2.1） 。本产品结构上属于轴套类零件，为了便于在实际操作中的使用。在钳柄上加入了一部分的比较复杂的螺纹，可以让人们在使用的时候更加方便，产生更大的摩擦力。所以我们为了解决制造的钳柄外部的复杂的花纹的脱模所产生的问题，我多设计的模具就运用到了斜滑块侧向分型机构，一边解决这一问题。零件的壁厚基本上是均匀的，大概在 1.5mm 左右。制件的长度基本上在 112mm 左右，在制件的槽口的地方有一个与制件的中心轴成 1100倾斜角所形成的伸出来的部位。而塑件上的圆角，又对塑料的流动充模和塑件的顶出有着很大的好处，塑件的外观是否足够好，决定着模具的强度还有模具的寿命。许多产品外观在平常都有这一定的装饰要求，为了避免设计的钳柄外观出现呆板，所以我们在制件上又增加交叉的螺纹用来提高实际操作性。为了提高产品的美观，可以运用不同颜色来进行配合以提高钳柄的视觉美感。从总体上讲设计的钳柄外型上注重美观而且大方，在它的操作功能上又强调实用和可靠。2.2 钳柄塑件钳柄塑件材料的（材料的（PVC）性能）性能 1 使用材料：PVC（ 聚氯乙烯） 。 2.材料性能：PVC 材料在我们的现实生活中或者生产中，往往都会加入部分的稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂以及其它许许多多的添加剂。使其拥有了不易燃烧的性能、高强度、能够忍耐气侯变化的性能、非常优秀的几何稳定性。PVC 对氧化剂、还原剂甚至是对强酸都有着非常强大的抵抗能力。PVC 在其它种类的塑胶制品的对比中，它更加有效的应用了生料，并且在很大程度上减少了油料的消耗。而在与此同时，其对能量的消耗非常低。3.成型性能：(1)非晶态材料,湿度小,流动性差,为了提高流动性,防止泡沫的发生,提前适当干燥。(2)极易分解,特别是在高温和钢铁、铜接触更容易分解(分解温度 200)。成型温度范围很小,必须严格控制材料的温度。(3)使用螺杆注射机和通过喷嘴孔径应该大,为了防止材料的停滞。(4)模具浇注系统应该厚,大截面门,模具冷却、模具温度沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章塑件分析7应控制在 30 度到 60 摄氏度,材料温度控制在 160 - 190 摄氏度。 表 2-1 PVC 的注射成型工艺参数见表项目数值注塑机类型螺杆式喷嘴形式通用式料筒后段温度/160170料筒中段温度/165175料筒前段温度/180190模具温度/3060喷嘴温度/165180注塑压力/MPa60100注塑时间 /s2090高压时间/s05冷却时间/s20100周期/s50220后处理方法红外线灯、烘箱后处理温度/70后处理时间/ s242.3 塑件的质量要求塑件的质量要求 本产品定位在中低档产品，经营策略是发挥成本的优势，了解塑料产品的质量要求是决定模具质量的主要因素之一。从某种意义上讲它决定了模具的设计要求和制造方法，因此在模具设计时充分考虑塑料模具的质量要求或者在今后的工作中，必须向用户问清楚产品的质量要求。这个塑件的尺寸比较合适，不大不小，只是一般的精度等级，但是因为它的形状比较复杂，我们为了方便它的加工和热处理，型腔和型芯的部分我们就采用了拼镶的结构。塑料的质量要求主要在外观要求和精度要求，本产品的质量要求如下5：（1）产品的外观要求：本产品外观总体上无特殊要求，外表面上无明显的缺陷即可。（2）产品精度要求：精度等级一般，要求为 MT5。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章注塑机的选择8第三章注塑机的选择3.1 估算塑件体积估算塑件体积图 3.1 塑件的体积根据图 2 可得到：塑料制品的体积 V1=96.94cm3；（1）查有关手册，得到 PVC 材料的密度为 1.161.35g/cm3，在这里取=1.16g/cm3，则塑料制件的质量 M1=112.45g； （2）浇注系统凝料体积的初步估算 根据塑料部件的体积为两腔模具的使用计算，压铸模具材料体系凝结体积为： V2=2V10.6296.940.6=116.33cm3 （3）该模具一次注射所需要的聚氯乙烯体积 V0=2V1+ V2 =213.268cm3；质量 M0=V0=247.39g。3.2 注塑机型号的选择注塑机型号的选择沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章注塑机的选择9从实际的注射量在额定注射量的 20%80%之间考虑，根据以上分析，我们采用了一个模具两个腔的模具的结构。考虑塑件的结构、塑件的材料、塑件的注射成型工艺等。第一次选定的额定注射量应该是在 416cm3以上的卧式注射机，SZ-350/1600 注射机。该设备的技术规范见表 3-1。表 3-1 SZ-350/1600 注射机技术规范 项目数值理论注射容量/cm3416螺杆直径/mm48注射压力/MPa141注射速率/gs-1160塑化能力/gs-122.2注射装置螺杆转速/rmin-110200锁模力/KN1600拉杆内间距/mm410410移模行程/mm360模具最大厚度/mm550模具小厚度/mm150模具定位孔直径/mm160喷嘴球半径/mmSR18锁模装置喷嘴口孔径/mm3.3 型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核3.3.1 型腔数量校核型腔数量校核我们为了让模具与所选择的注射机能够更好的配合以达到提高生产过程中的效率以及更加经济，并且在同时又保证了塑件的精度，所以模具的设计之前我们必须要合理的确定型腔的数目。通过所选注射机的最大注射量去校核模具的型腔数量 0.8gjnVVnV其中 代表注射机最大注射量，；gV3cm沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章注塑机的选择10 代表浇注系统凝料量，；jV3cm 代表单个塑件的容积，；nV3cm由上可知单个塑件的容积是 96.94；浇道凝料的体积是 116.33.3cm3cm所以从上式可得出 n=22.23。所以滿足塑件设计使用要求。3.3.2 注射机最大注射量的校核注射机最大注射量的校核 由 0.8Vg=332.8nVn+Vj=310.21;所以满足使用要求。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章分型面的确定与浇注系统的设计11第四章分型面的确定与浇注系统的设计4.1 分型面分型面位置的确定位置的确定 在进行塑件的设计时，我们必须及时的考虑成型时分型面的形状和它所在的位置，如果不考虑就无法使模具成型。分型面的确定及设计是否合理，会对塑件在质量、模具的设计、制造等造成极大的影响。因此，离别注塑模具设计的选择是一个关键因素，并且为了成功地剥离，选择离别塑料件部分应列出最大位置，同时也应考虑以下因素有关2： 1）分型面选择应便于塑料制件脱模和简化模具结构。选择分型面时应该尽尽量使塑料制件在开模的时候留在动模中，这样做主要是有利于顶出机构的设计所考虑的；分型面的设计应在塑件的最大横截面尺寸，主要是从处理和释放区域；是否能避免侧向抽芯以达到简化模具的设计，尽可能满足制品的使用要求；必须设计侧向抽芯机构时，合理的分型面设计可降低模具制造难度或使模具的机构更紧凑、合理等； 2）分型面我们应该尽力选择在不对塑件外观质量造成影响的一些位置，使它在产生是的飞边相对来说更加容易清理、休整。3）分型面的应有利于侧向抽芯。4）分型面选择应有利于零件的加工。 综合以上各种因素，所以选择该制品的分型面如图 3 所示：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章分型面的确定与浇注系统的设计12 图 4.1 分型面 A-A 4.2 浇注系统的设浇注系统的设计计浇注系统的作用是将熔体顺利的充满到行腔各处，用来方便的获得清晰的外形以及轮廓并且内部的质量也很好的塑件。灌装速度快、有序,压力损失小,散热少,排气条件好,容易和塑料分离或切除浇注系统的浓缩材料和塑料零件左门很小的痕迹。浇注系统设计时要遵循如下原则：1 保证制品的外观质量和内部质量。2 阻力最小，满足尺寸精度标准，截面宜小不宜大。3 不影响自动化生产。4 合理选择冷料穴。4.2.1 主流道的设计主流道的设计 指的是紧接在前的栅极流道注射机喷嘴，直到在第一熔体进入模通过浇道尺寸石头的紧密堆积的直径，塑料流率和滞留时间的锥形流路。一般情况下设计如上图4.1 所示。 为了方便凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形。锥角 =24,内壁要光滑。表面粗糙度为 R=0.4m 。其小端直径 D=d+（0.51） ，常取 48，视塑件重量及补料需要而定。主流道大端处应呈圆角，其半径常取 13,以减料流转向沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章分型面的确定与浇注系统的设计13过度时的阻力。主流道的一端常设计成带凸台的圆盘，其高度为 510，并与注射机固定模板的定位孔间隙配合。衬套的球形凹坑深度常取 35，R=r+(12)。注射机的喷嘴头部与主流道衬套的凹下的球面半径 R 相接触，两个都要做到非常适合，才能没有漏出的材料。一般要求主衬套球面半径比喷嘴球面半径大 12mm.主流道进口直径 D 比注射机喷嘴出口直径 d 应大 0.51mm。rdDR图 4.2 卧式注射机注射模的主流道设计锥度 24，取 4小径 D=d+(0.51.0)mm则 D=d +1=4+1=5mm浇口套球半径 R r+（12）mm则 R18+119mmd 喷嘴直径，因注射量较大所以取 d=4mm r-喷嘴球半径，见热塑性塑料注塑机规格 r= 18mm4.2.2 分流道设计分流道设计主流道和浇口之间所用来流动的通道我们一般称之为分流道。通常我们都把分流道开设在分型面上，起到了分流还有转换方向的作用，引水渠道的长度通常由模具型腔的总体布局和位置所决定，和引水渠道的设计应尽可能短,以减少压力损失，热损失和冷凝。必须考虑的设计因素： 1 塑件材料的流动性和塑料制品的形状，塑料分流流动性差应该是短角球圆弧过渡越好。2 型腔，它决定了分流，持续时间和大小的方向沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章分型面的确定与浇注系统的设计143 在分流道上的转向次数尽量少。4 壁厚及内在外观质量要求。5 注射机的压力及注射速度。 图 4.3 常用流道截面形状4.2.3 浇口的位置、数量的确定浇口的位置、数量的确定由通道和空腔之间的精短导流明渠连接装饰，是浇注系统的最后一部分，它的作用是使塑料以更快的速度进入型腔和灌装。浇口的截面形状和尺寸对熔体的流动、充模、制品的密实性以及制品的尺寸精度等有较大影响，截面过小，熔体流动阻力大，熔体充模也困难；如果截面过大，充模好，但是排气难，熔体冷却慢，成型周期受影响12。 我们有很多种类的浇口可以选择，直接浇口，侧浇口，扇形浇口，点浇口，浇口，延迟等一般常见的形式，根据不同的使用功能，其不同的场合。 在确定浇口的位置，我们应该遵循以下原则： 1 浇口的位置尽量选择在分型面上。2 浇口的位置应对着型腔宽敞，壁厚的部位。3 在满足注塑条件下，浇口数量越少越好。4 浇口的位置应有利于排气。5 一般浇口的截面积为分流道的 3%9%，浇口长度为 0.52.0mm。由于侧浇口单分型面注射模具中常见的浇口类型。侧栅极一般分为分体式腔模被从塑料熔体的外侧填充。侧浇口截面形状是一个简单，易于加工，主要用于中小沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章分型面的确定与浇注系统的设计15型多腔模具塑料件，适应性强，塑胶成型，以满足这种设计。浇口的的断面形状为近似矩形，长度为 2mm,宽为 3mm，浇口深度为 1.5mm。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章注塑模具设计16第五章注塑模具设计5.1 模架的确定模架的确定 注塑模的模架按照国家标的准有两个，一个是 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件 ，而另一个事 GB/T125551990塑料注射模大型模架。第一个在模板尺寸为 BL560mm900mm 的时候使用；第二个在模板尺寸 BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）的时候使用。近年来，塑料模具的快速发展，在全国一些地区已经开始形成自己的标准，这里的设计都采用了标准的模具。 单元的大小，可以根据上述的分析测定，并计算所述腔模结构的大小和位置，可以使用查找表： 由于模板的厚度：A = 50mm动模板厚度：B=50mm 垫块厚： C=60mm模具厚度： H 模=40+A+B+C+25+25=251mm沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章注塑模具设计17 图 5.1 标准模架5.2 脱模机构的设计脱模机构的设计脱模机构的设计有遵循以下原则：1.易于拆卸的塑料成型零部件供应剥离装置来完成的动作，简单的指模具结构。 2.避免塑性变形和损坏，有针对性地选择合适的释放装置，所以重心可以与剥离阻力线重合。3.塑料件，以确保最大的美观，选择塑料件的位置，以避免产生更大的影响榜首位置的出现。5.2.1 脱模力的计算脱模力的计算由参考文献5 得：脱模力 Q e=（Q c+Q b）N式中:Q c 制品对型芯包紧的脱模阻力（N） ； Q b使封闭壳体脱模需克服的真空吸力（N） ，Q b=0.1A b 这里 0.1的单位为 MP a , A b 为型芯的横截面积。 N型腔数目，N=2； Q b=0.1A b=0.16750=675N脱模斜度系数 K=（f ccos-sin）/f c(1+ f csincos)式中：脱模斜度，=13； f c 脱模系数，取 0.45。算得 K=0.43Q c=10K f cE(T f -T j)th式中：塑料的线膨胀系数（1/）;取 =7105 -1 。 E在脱模温度下塑件的抗拉弹性模量(MP a ),取 E=3103 MP a T f软化温度，取 T f=90-1 T j制品温度，取 T j=50-1 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章注塑模具设计18 h型芯脱模力方向高度，取 h=75mm。代入得 Q c=2448.7N则：Q e=6247.3N 多片 45 推钢，表面硬化，少表面粗糙度 Ra1.6um 。推件板厚度的确定：根据脱模力的大小，由经验可取推件板厚度为 55mm。5.3 斜导柱的设计斜导柱的设计1抽芯距的计算抽芯意味着没有剥离塑料件偏见的核心侧的位置。拉远或孔的深度基本上等于所述成型塑料零件的为 2 3mm 的安全系数的突起的高度。从文献5 可知：(2 3)Shmm式中：S抽芯距（mm） ； 塑件侧孔深度或侧凸台高度（mm）,h=12mm。h S=h+（2 3）=12+2.5 = 14.5mm(2)斜导柱倾角的计算。 倾角斜导柱确定斜导柱抽芯机构工作的影响是一个重要的参数,它决定了斜导柱的长度和开模长度、压力和有重要影响的支柱，通常我们都限制在 10 20，而在这里我们取 20。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章注塑模具设计19 图 5.2 斜销的位置图关系图(3)斜销直径的计算取 d=18mm。（4）斜销长度的计算查参考文献4 中的式 9-10 可知：L 总=116mm tantan2cos2sinDtdSL式中：L锥体部分的长度，一般取（1015）mm；斜导柱台肩直径（mm） ；D 斜导柱工作部分的直径（mm） ；d - 角销的固定板的厚度（mm） ，这取决于所选择的模式的帧= 44mm;t 斜导柱的倾斜角（ ） 。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章成型零部件设计20第六章成型零部件设计 成形零件的设计应考虑在确保塑料零件的质量的前提下,从简单的角度加工、装配、使用、维护等。最重要的一个是模具的设计和模具大小. .形成部分的工作尺寸的相对大小直接决定塑料零件的形状,包括凹模和凸的径向尺寸和高度,和孔的中心距。在这个设计中,使用平均法，在这里：塑件的尺寸精度我们选择了 IT5 级精度。包括一个固定铁心形状和主模板，以及两个斜铁心动态模板，它们一起形成一个腔体和下腔体，确定该塑料部件的形状和大小。 PVC 材料收缩 0.3 -0.8 ，精密塑料零部件的大小取 IT5 级精度。6.1 型腔工作部位尺寸的确定型腔工作部位尺寸的确定查表 6-4 PVC 塑料的收缩率是 0.3%-0.8%。平均收缩率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.6%型腔工作部位尺寸：型腔径向尺寸：L m+0=(1+ S )Ls -X+0型腔深度尺寸：H m+0=(1+ S )Hs -X+0型芯径向尺寸：lm-0=(1+ S )ls -X-0型芯高度尺寸：hm-0=(1+ S )hs -X-0中心距尺寸： Cmz/2=(1+S)Csz/2式中 Ls塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs塑件内型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs塑件中心距深度基本尺寸的平均 尺寸（mm） 修正系数，取 0.50.75 z模具制造公差，取（1/31/4）各工件部位尺寸计算结果如装配图所示沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章成型零部件设计216.2 型芯结构设计与计算型芯结构设计与计算（1）型芯径向尺寸计算塑件内表面尺寸：112 由参考文献5得型芯径向尺寸公式为：dM(1+S cp)D+x(mm)；式中：dM-型芯径向名义尺寸； 由参考文献5 表 9.4-7 得：x=0.60；径向径尺寸为 112mm 的 m=/3=0.15;径向径尺寸为 105mm 的 m=/3=0.13;算得：径向径尺寸为 112mm 的 dM112.88 径向径尺寸为 105mm 的 dM105.74（2）型芯高度计算 塑件内表面尺寸：105由参考文献5 中的公式 9.4-13 得型芯高度尺寸公式为：h m=(1+S cp)h+x(mm);式中：h m型芯高度名义尺寸；h 塑件孔深名义尺寸；查表得 x=0.63 再代入算得：h m=165.03 。型芯与推件板的配合采用 H7/m6。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章成型零部件设计22图6.1 型芯及型腔图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章排气系统与冷却系统的设计23第七章排气系统与冷却系统的设计7.1 排气系统设计排气系统设计 在注射的过程中，为了使型腔中的气体有序而顺利的排放出来，好避免塑料零件产生气泡，疏松等的缺陷，这就是排气系统所发挥的重要作用。否则非常容易产生以下危害：（1）在塑料表面严重烧伤的痕迹；（2）形成断续注射，降低生产效率。因此，有序，及时排出是很重要的。一般排气以下几种类型： （1）排气槽排气；（2）分型面排气；（3）拼镶件缝隙排气；（4）推杆间隙排气；（5）粉末烧结合金块排气；（6）排气井排气；（7）强制性排气。7.2 模具冷却系统的设计模具冷却系统的设计根据本设计，对其塑料端盖的冷却。由于小的塑料部件，所述冷却通道可以被布置在固定台板，该模具在体内直接设置作为冷却通道的结构简单，容易制造，成本低的设计，良好的散热效果。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章排气系统与冷却系统的设计24 图 7.1 直流式冷却装置1) 冷却系统的计算：由参考文献5 得：（1）塑件在固化时所放出的热量1Q1234Qc式中： C2 - 塑料热容千焦/ （千克 ） ;取 1.340 千焦/ （千克 ） ; 。 塑料熔体的初始温度（）取 110；3塑件在推出时的温度（）取 30；4结晶型塑料的熔体质量焓（kJ/kg）查得=0；算得=107.2kJ/kg 1Q(2) 冷却水的体积流量vq熔体通过辐射热的塑料会通过模具蔓延至约 5空气，95的导通，进入熔体假定从模具中的热传导，则有：1112vWQqc上式中： - 冷却水的体积流量（m3/min）vq沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章排气系统与冷却系统的设计25W取 0.15 kg/min; 塑料的 Q1-单位质量熔体达到释放（千焦/千克）凝固热; -的拍摄的水的密度（ kg/m3）的; C1 - 热的水千焦/ （千克 ） 量取 4.187kJ / （千克 ） ; 式中： W - 体积的水流量（立方米/秒） ; 水出口温度（）设计为 25；1 水入口温度（）设计为 20；2算得=0.00076m3/minvq（3）查表取管道直径 d通过水处于流动状态下的流速 与管道的直径 d 的关系,参见下表：v表 7-1 冷却水的稳定湍流速度与流量水管直径（mm）最低流速（m/s）流 量（/min）3m（1/min）81.660.0055101.320.00626.2121.100.00747.4150.870.00929.2200.660.012412.4250.530.015515.5300.440.018718.7确定冷却管道的直径 d=8mm。（4）冷却水在管道内的流速v冷却水在圆管中的平均流速为：24vqvd式中：水的体积流量（m3/s）；vq d-冷却管道直径（m） ; v的平均速率 v 型水（米/秒） ，在管中;沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章排气系统与冷却系统的设计26算得 v=0.015m/s（5）冷却水配管壁膜冷却孔之间的热传递系数h0.80.23.6vhfd式中：冷却水在一定温度下的密度（kg/m3）；冷却水在圆管内的平均流速(m/s)；vd冷却管道的直径(m)；因为冷却物质是水，所以值可由下表查得： f表 7-2 不同水温下的值f平均水温/05101520253035f4.915.305.686.076.456.487.227.60平均水温/4045505560657075f7.898.318.648.979.309.609.9010.20查得=6.48f算得=0.117104 kJ/（m2 ）hh（6）冷却管道总传热面积 A160WQAhA式中： W - 单位时间内注塑模具塑料熔体质量（kg /分钟）; Q1 - 当塑料熔体，实现了高凝状态单位质量热（kJ /公斤）的释放; h - 传热系数和千焦/ （M ）之间的冷却水管道内壁膜孔; - 之间的管芯温度和出水温度（ ）之间的平均温差;沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第七章排气系统与冷却系统的设计27算得 A=0.077m2 （7）模具上应开设的冷却管道的孔数 n Andl式中：L冷却管道开设方向上模具长度或宽度（m）；A冷却管道总传热面积（m2）；d冷却管道的直径（m）；算得 n=5.76，取 n=6。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章模具成型零部件材料的选择与加工28第八章模具成型零部件材料的选择与加工制造 8.1 模具模具材料的选择材料的选择 因为标准模座板、垫、推板、导柱以及导套，螺钉和其他组件可以被确定找到相关的设计手册，所以这里只选择成型材料的零部件。考虑到了各个方面的影响。我们设计的模具的成型部分的材料选用的是 55 调质钢，硬度为 250280HB。更加有利于切削加工，但抛光性和耐磨性就相对比较差了。导柱和导套必须能够获得充足的强度、刚度，往往会用 20 底碳钢渗碳淬火处理，硬度通常都要大于 55HRC，也可以采用 T8A 或 T10 碳素工具钢，在经过表面淬火的处理。8.2 模具的加工制造模具的加工制造为了能够顺利完成对模具设计的完整性，利用 NC 数控车床对已经设计好的模具零部件进行加工制造。多型腔模具的最大特点就是能够保证尺寸一致性。所以，型腔套的加工采用多电极加工，电极制作采用数控车5。主型芯加工会采用曲线磨床，直径为 3 的孔加工可以采用电火花穿孔加工。开料之后首先使用铣床把物料的每个平面铣平，再根椐所制制品的大小、形状，通过铣床进行粗加工，初步把型腔和型芯等加工制品的形状加工出来，再通过把型芯和型腔放到数控铣床上进行半精加工。随后为避免制件出现应力集中，对模具进行倒圆角。设计好的二维/三维图形如下：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章模具成型零部件材料的选择与加工29图 8.1 定模板 图 8.2 型腔沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第八章模具成型零部件材料的选择与加工30图 8